Um synthetische Verbindungen wie z.B. Teflon, Medikamente oder Geschmacks- und Aromastoffe herzustellen, ist die chemische Industrie auf effiziente und nachhaltige Methoden angewiesen. Häufig verwenden Chemiker hierzu Katalysatoren. Für die Entdeckung und Entwicklung solcher Reaktionen sind viel Wissen und Verständnis gefragt – nicht selten spielt aber auch der Zufall eine entscheidende Rolle.

Ein Team um Chemiker der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) hat eine Strategie entwickelt, um solche „Zufallstreffer“ in systematischer Art und Weise zu generieren und so neue und unerwartete Reaktionen zu entdecken. Das hier entwickelte Screening kombiniert zwei Schritte, die verschiedene Einzelteile einer Reaktion abdecken und in Kombination dazu führen sollen, neue synthetisch relevante Reaktionen zu entdecken.

Im ersten Schritt untersuchen Chemiker, ob ein mögliches Substrat überhaupt mit dem Katalysator interagiert. Im zweiten Screening-Schritt wird untersucht, ob in Gegenwart eines Reaktionspartners und des Katalysators tatsächlich eine Reaktion stattfindet. Somit werden durch die Kombination zweier Screening-Schritte erstmals beide Partner einer neuen Reaktion identifiziert, die hierbei zu einem neuen Produkt reagieren. „Diese zweidimensionale Strategie erlaubt es uns, nicht nur neue Katalysator-Substrat-Interaktionen zu finden, sondern tatsächlich neue Reaktionen zu entdecken – auch solche, die wir vorher nicht erwartet hatten“, erläutert Frank Glorius, Professor am Organisch-Chemischen Institut der WWU. Es konnten auf diese Art drei neue, bis dahin nicht bekannte Reaktionen entdeckt und weiterentwickelt werden. Eine dieser Reaktionen ist eine lichtvermittelte sog. Cycloaddition. Hierbei werden einfache, flache Moleküle, die Benzothiophene, in komplexe, dreidimensionale Strukturen überführt.