Es ist ein Durchbruch: Ein interdisziplinäres Team aus Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Bereichs Mathematik und Naturwissenschaften der TU Dresden hat eigenen Angaben zufolge in einem aktuellen Projekt erstmals getrocknete Blüten des Johanniskrautes (Gattung Hypericum) als aktiven Katalysator in verschiedenen photochemischen Reaktionen eingesetzt. Der Clou: Dieses konzeptionell neue und nachhaltige Verfahren wurde als deutsches Patent angemeldet und in der Fachzeitschrift Green Chemistry vorgestellt.
Ursprünglich wollten die Arbeitskreise um Botaniker Prof. Stefan Wanke und Chemiker Prof. Jan. J. Weigand in dem von der Sächsischen Aufbaubank (SAB; HyperiPhen Projekt 100315829 in TG70 Bioleben) geförderten Gemeinschaftsprojekt graphenartige 2D-Strukturen aus Naturstoffen synthetisieren. Hierzu diente die aus dem Johanniskraut bekannte Verbindung Hypericin als Vorlage und Ausgangsmaterial. Im Laufe der Untersuchungen stellte sich heraus, dass Hypericin effizient photochemische Reaktionen katalysiert. Daraufhin kam Prof. Weigand die Idee, die getrockneten Blüten des Johanniskrauts, aus denen das Hypericin durch Extraktion gewonnen werden kann, als grüne und nachhaltige Alternative zu gängigen Katalysatoren zu verwenden.
„Die Chemie der Naturstoffe und vor allem die Hintergründe der Botanik waren für uns völlig neu. Die spannenden Ergebnisse, die daraus resultieren, sind für uns umso erfreulicher. Das fachübergreifende Projekt zeigt, wie wichtig es in der Wissenschaft ist, über den „Tellerrand“ hinaus zu schauen“, kommentiert Prof. Weigand den Erfolg der Zusammenarbeit.
Damit folgt das Team einem aktuellen Trend in der modernen synthetischen Chemie, nachhaltige Aspekte einzubeziehen. Die Suche nach nachhaltigen, erneuerbaren und umweltfreundlichen Photoredox-Katalysatoren gestaltet sich dabei als äußerst herausfordernd. Umso vielversprechender sind die nun erzielten Ergebnisse. Der Pflanzeninhaltstoff Hypericin, ein Sekundärmetabolit aus dem Johanniskraut, wird als die aktive Verbindung in chemischen Reaktionen genutzt, ohne dass er vorher chemisch aufbereitet werden muss. Die Dresdner Wissenschaftler:innen haben dieses neu entwickelte Verfahren erfolgreich zum Patent angemeldet (DE 10 2019 215 871).
Originalpublikation:
Jun-jie Wang, Kai Schwedtmann, Kun Liu, Stephen Schulz, Jan Haberstroh, Gerrit Schaper, Anja Wenke, Julia Naumann, Torsten Wenke, Stefan Wanke und Jan J. Weigand. Flowers of the plant genus Hypericum as versatile photoredox catalysts. Green Chem., 2021,23, 881-888. DOI 10.1039/D0GC03281F