Nano-Ringe sind neuartige Bausteine f\u00fcr die Chemie. Sogenannte „Sandwich-Komplexe“ haben Marburger Forscher nun auch zu einem Ring geformt.
\nIhren Namen haben die vor etwa 70 Jahren entwickelten „Sandwich-Komplexe“ aufgrund ihres Aufbaus erhalten, der an eine Stulle erinnert: In der Molek\u00fclstruktur umschlie\u00dfen zwei flache aromatische organische Ringe (die „Brotscheiben“) ein einzelnes, zentrales Metallatom (die „F\u00fcllung“). Dabei sind beide Ringe – wie die Brotscheiben auch – parallel angeordnet.
\nDurch das Hinzuf\u00fcgen weiterer Schichten von „F\u00fcllung“ und „Brot“ lassen sich Tripledecker- oder Mehrfachdecker-Sandwiches zusammenstellen. „Diese Verbindungen geh\u00f6ren zu den wichtigsten Verbindungsklassen der modernen metallorganischen Chemie“, erkl\u00e4rte Prof. Peter Roesky vom Institut f\u00fcr Anorganische Chemie am KIT. Dazu z\u00e4hlt zum Beispiel das besonders stabile „Ferrocen“, dem seine „V\u00e4ter“ Ernst Otto Fischer und Geoffrey Wilkinson sogar den Nobelpreis f\u00fcr Chemie im Jahr 1973 verdanken. Es besteht aus einem Eisenion und zwei f\u00fcnfgliedrigen aromatischen organischen Ringen und wird in zahlreichen Anwendungen der Synthese, Katalyse, Elektrochemie und Polymerchemie genutzt.
\nErstmals nanoskalige Ringe Sandwich-Komplexe zu einem Ring zu formen haben die Forschenden des KIT und der Philipps-Universit\u00e4t schon seit einiger Zeit versucht. Das Problem dabei erkl\u00e4rten Prof. Manfred Kappes von der Abteilung Physikalische Chemie II am KIT und Prof. Florian Weigend von der Abteilung f\u00fcr Angewandte Quantenchemie an der Philipps-Universit\u00e4t: „Wir konnten zwar Ketten formen, aber eben keine Ringe“, so Roesky, der die Arbeit der drei Teams an den zwei Universit\u00e4ten koordiniert hat. „Dass es uns nun dank der Wahl des richtigen organischen Zwischendecks, der ,Brotscheibe‘, gelungen ist, nanoskalige Ringe zu formen, ist eine Weltpremiere.“
\nDer neuartige Nano-Ring besteht aus 18 Bausteinen, hat einen Au\u00dfendurchmesser von 3,8 Nanometern und zeigt in Abh\u00e4ngigkeit vom verwendeten Metall in der „F\u00fcllung“ des Sandwich-Komplexes eine orangefarbige Photolumineszenz. Die Forschenden haben die neue chemische Verbindung „Cyclocen“ getauft.
\nWarum die Molek\u00fcle sich nun zu einem richtigen Ring formen lie\u00dfen und nicht mehr nur eine Kette aus aneinandergereihten Sandwich-Komplexen bildeten, kl\u00e4rten die drei Arbeitsgruppen mit Hilfe aufwendiger quantenchemischer Berechnungen. Sie zeigten, dass der Ringschluss selbst die Energie erzeugt, die den Ring in der Folge auch zusammenh\u00e4lt. „Die Challenge war zun\u00e4chst, den Ring zu schaffen. Lassen sich andere Ringgr\u00f6\u00dfen erstellen? Hat diese Nanostruktur ungew\u00f6hnliche physikalische Eigenschaften? Daran werden wir nun weiter forschen. Sicher ist nur, dass wir jetzt einen neuen Baustein im Werkzeugkasten der metallorganischen Chemie haben. Und das ist schon gro\u00dfartig“, erkl\u00e4rte Roesky.<\/p>\n
* pm: Philipps-Universit\u00e4t Marburg<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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