Ein Metallring kann aromatischer sein als Benzol. Eine ausgekl\u00fcgelte Strategie erm\u00f6glicht die Synthese eines Metallmolek\u00fcls mit gro\u00dfem Ringstrom
\nDass gro\u00dfe Molek\u00fcle aus Metall aromatisch sein k\u00f6nnen, hat ein deutsch-franz\u00f6sisches Team aus der Chemie festgestellt. Es erzeugte ein aromatisches Molek\u00fcl, das ausschlie\u00dflich aus Metallatomen besteht, aber die Eigenschaften klassischer aromatischer Verbindungen in den Schatten stellt. Die Gruppe um die Marburger Chemiker Prof. Dr. Stefanie Dehnen und Dr. Florian Weigend berichtet \u00fcber ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift „Nature Chemistry“.
\n„Normalerweise kennt man das Konzept der Aromatizit\u00e4t aus der organischen Chemie“, erkl\u00e4rte Dehnens Mitarbeiter Armin Eulenstein. Der Begriff geht urspr\u00fcnglich auf den Duft von Kohlenwasserstoffverbindungen zur\u00fcck, die einen Ring bilden, was sie besonders stabil macht. Das bekannteste Beispiel liefert das Benzol.
\nAber wie passen dann Metalle ins Bild? Der Effekt der Aromatizit\u00e4t beruht auf Elektronen, die sich nicht genau einem einzelnen Atom oder einer Bindung zuordnen lassen.
\n„Sie befinden sich stattdessen an allen Orten des Rings zugleich und erzeugen so einen Ringstrom“, berichtete Koautor Yannick Franzke, der seine Doktorarbeit bei Weigend anfertigt. „Wir zeigen, dass unser Metallcluster hier einen Rekordwert erreicht“
\nAuf den ersten Blick scheine das gar nicht so verwunderlich, f\u00fchrte Dehnen aus; schlie\u00dflich zeichnen sich Metalle ja durch Leitf\u00e4higkeit aus, die auch auf der Beweglichkeit von Elektronen beruht. Aber man m\u00fcsse Metalle erst einmal dazu bringen, Molek\u00fcle anstelle der viel stabileren metallischen Feststoffe zu bilden. „Hierbei waren wir mit einer ausgekl\u00fcgelten Synthesestrategie erfolgreich.“
\nDie Gruppe synthetisierte ein geladenes Molek\u00fcl aus den Metallen Thorium und Bismut. Das Team beschreibt das Ergebnis als einen hochsymmetrischen Bismut-Ring mit zw\u00f6lf Atomen, in den ein zentrales Thorium-Ion eingebettet ist.
\n„Mittels quantenchemischer Methoden haben wir einen Ringstrom errechnet, der viel gr\u00f6\u00dfer ist als in Benzol, dem bekanntesten aller aromatischen Molek\u00fcle, obwohl sich in diesem Fall nur zwei – und nicht wie in Benzol sechs –
\nElektronen an dem Ringstrom beteiligen“, berichtete Weigend, der k\u00fcrzlich vom KIT an die Philipps-Universit\u00e4t gewechselt ist.
\n„Unsere Resultate zeigen, dass es m\u00f6glich ist, gro\u00dfe Metallringe zu erzeugen, die stark aromatisch sind“, fasste Dehnen zusammen. „Nun gilt es, deren Reaktivit\u00e4t zu studieren und nach M\u00f6glichkeit -\u00fcber die kontrollierte Aktivierung kleiner Molek\u00fcle – gezielt f\u00fcr die chemische Synthese zu verwenden.“
\nDehnen lehrt Anorganische Chemie an der Philipps-Universit\u00e4t seit Januar 2020 geh\u00f6rt sie dem Vorstand der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) als Vizepr\u00e4sidentin an.
\nWeigend leitet seit April 2020 die Abteilung f\u00fcr Angewandte Quantenchemie an der Philipps-Universit\u00e4t. Vorher arbeitete er am Institut f\u00fcr Nanotechnologie desKarlsruher Instituts f\u00fcr Technologie (KIT).
\nNeben den Arbeitsgruppen von Dehnen und Weigend sowie ihres Marburger Kollegen Prof. Dr. Florian Kraus beteiligte sich der franz\u00f6sische Physikochemiker Rodolphe Cl\u00e9rac von der Universit\u00e4t Bordeaux an der Ver\u00f6ffentlichung. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat die zugrunde liegende wissenschaftliche Arbeit durch ihr Graduiertenkolleg 1782 gef\u00f6rdert. Weitere finanzielle Unterst\u00fctzung kam unter anderem von der Marburger Nachwuchsakademie MARA, vom Fonds der Chemischen Industrie sowie vom Deutschen Akademischen Austauschdienst (DAAD).<\/p>\n
* pm: Philipps-Universit\u00e4t Marburg<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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