Forschung aus Mitteldeutschland Dresdner Forscher entwickeln grünen Katalysator aus Johanniskraut

Sie heilen nicht nur Verbrennungen und helfen bei Depressionen: Johanniskraut-Blüten können auch als Katalysator dienen. Ein entsprechendes Verfahren haben jetzt Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Dresden entwickelt und dafür ein Patent angemeldet.

Echtes Johanniskraut
Johanniskraut-Blüten können als Katalysator dienen - dazu brauchen sie jedoch unbedingt Licht. Bildrechte: imago/blickwinkel

Eine interdisziplinäre Forschergruppe hat erstmals getrocknete Blüten des Johanniskrautes (Gattung Hypericum) zu einem aktiven "grünen" Katalysator entwickelt. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Mathematik und Naturwissenschaften der TU Dresden setzten den aktiven Katalysator in verschiedenen photochemischen Reaktionen erfolgreich ein. Darüber informierte die TU Dresden. Das konzeptionell neue und nachhaltige Verfahren sei erfolgreich als neues Patent in Deutschland angemeldet und in der Fachzeitschrift Green Chemistry vorgestellt worden. 

Johanniskraut Johanniskraut wird bereits seit der Antike als Heilpflanze verwendet, unter anderem für die Behandlung von Verbrennungen, Hautproblemen und Depressionen. Aufgrund seines hohen medizinischen Potentials wurde die in der Fachsprache als Hypericum perforatum bezeichnete Pflanze 2015 sogar zur "Arzneipflanze des Jahres" gekürt. Nun haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der TU Dresden gezeigt, dass noch viel mehr in dem Kraut steckt als seine heilende Wirkung.

Entdeckung fast durch Zufall

Bei der Zusammenarbeit der interdisziplinären Gruppen aus der Biologie und der Anorganischen Chemie stießen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler fast durch Zufall auf die Entdeckung. Ursprünglich wollten die Arbeitskreise um Botaniker Professor Stefan Wanke und Chemiker Professor Jan. J. Weigand in dem Gemeinschaftsprojekt "Bioleben" 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.

Wissenschaft über den Tellerrand hinaus

Chemiker Weigand hatte daraufhin 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", erklärte Weigand. Die spannenden Ergebnisse seien umso erfreulicher. Das Projekt zeige, wie wichtig es in der Wissenschaft ist, über den 'Tellerrand' hinaus zu schauen.  

Schwierige Suche nach nachhaltigen Katalysatoren

Damit folgt das Team einem aktuellen Trend in der modernen synthetischen Chemie, Aspekte der Nachhaltigkeit einzubeziehen. Die Suche nach erneuerbaren und umweltfreundlichen Photoredox-Katalysatoren gestaltet sich dabei den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern zufolge 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", heiß es.  

Auch Botaniker Wanke freute sich über den Forschungserfolg: "Zu Beginn des Projektes stand zwar eine gute Idee. Diese mit Leben zu füllen war jedoch nicht ganz trivial, da sich die beiden Arbeitsgruppen erstmal 'kennenlernen' mussten. Die Forschungsfelder und verwendeten Methoden lagen weit auseinander. Doch schon bald zeigten sich die ersten, ungewöhnlich spannenden Ergebnisse. Alle Beteiligten haben viel dazu gelernt. Gerne würden wir die Forschung weiterführen, allein die Förderung fehlt noch."

Originalveröffentlichung: 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.

Quelle: MDR/kt

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