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Aromatizität von Molekülen erweitert Ein aromatischer Ring, allein aus Metallatomen

Quelle: Pressemitteilung Ruprecht-Karls Universität Heidelberg 1 min Lesedauer

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Mit einem Molekülring aus Metallatomen haben Chemiker der Universität Heidelberg eine neue Grundstruktur auf dem Gebiet der Aromatizität hergestellt und charakterisiert. Der rein metallische Aromat erweitert das Konzept aromatischer Verbindungen um eine neue Substanzklasse.

Die Abbildung zeigt einen ersten aromatischen Ring (lila), der rein aus Metallatomen besteht, umgeben von einer molekularen Hülle, die mögliche Zersetzungsreaktionen unterbindet.(Bild: Lutz Greb)
Die Abbildung zeigt einen ersten aromatischen Ring (lila), der rein aus Metallatomen besteht, umgeben von einer molekularen Hülle, die mögliche Zersetzungsreaktionen unterbindet.
(Bild: Lutz Greb)

Die Bezeichnung Aromatizität steht für ein Grundkonzept in der Chemie, das für ringförmige Kohlenstoffverbindungen seit langer Zeit etabliert ist. Aromatische Verbindungen, kurz Aromaten, sind bezeichnet nach dem aromatischen Geruch, durch den die zuerst entdeckten Verbindungen dieser Klasse gekennzeichnet waren.

Neben den klassischen ringförmigen Kohlenstoffverbindungen sind unter anderem auch Aromaten-Metallkomplexe bekannt; dabei ist das Metallatom an ein aromatisches organisches Molekül gebunden. Aromatische Ringe, die nur aus Metallatomen bestehen, waren bisher jedoch unbekannt. Der Forschungsgruppe von Prof. Dr. Lutz Greb, Wissenschaftler am Anorganisch-Chemischen Institut der Universität Heidelberg, ist es nun gelungen, einen solchen Metallring zu isolieren und vollständig zu charakterisieren.

Geschützt durch geladenen Molekülschild

Der aromatische Ring der Heidelberger Forscher zeichnet sich dadurch aus, dass er rein aus Metallatomen des Elementes Bismut aufgebaut ist. Möglich wurden die Isolierung und Charakterisierung dieses Metallrings durch einen neuen Ansatz der supramolekularen Stabilisierung. Dabei hat die Forschungsgruppe von Greb eine negativ geladene, molekulare Hülle um den positiv geladenen Metallring arrangiert, die mögliche Zersetzungsreaktionen unterbindet.

„Wir gehen davon aus, dass sich unser Ansatz als allgemeine Methode auch auf andere Bereiche der Stabilisierung positiv geladener Ringe und Käfige anwenden lässt“, sagt Greb, der am Anorganisch-Chemischen Institut die Forschungsgruppe zur molekularen Hauptgruppenchemie leitet. „Aromatische Verbindungen aus reinen Metallatomen dienen zunächst dem fundamentalen Verständnis. Einige unerwartete Effekte in unserer Arbeit deuten jedoch auf ein neues Grundkonzept auf dem Gebiet der Aromatizität hin. Es könnte für den Ladungstransport in Metallen von Bedeutung sein“, erläutert der Forscher.

Originalpublikation: R. Yadav, A. Maiti, M. Schorpp, J. Graf, F. Weigend & L. Greb: Supramolecular trapping of a cationic all-metal σ-aromatic {Bi4} ring. Nature Chemistry (published online 17 May 2024); DOI: 10.1038/s41557-024-01530-z

(ID:50080806)

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