Neue Uran-Verbindung synthetisiert

Carl-Duisberg-Gedächtnispreis für junge LMU-Chemikerin

Ohne Spezialhandschuhe, Ledermantel, Gesichtsvollschutz, Erdung und Ohrenschutz geht gar nichts. Denn Dr. habil. Margaret-Jane Crawford am Lehrstuhl für Anorganische Chemie von Professor Dr. Thomas Klapötke an der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München hat nicht nur mit gefährlichen Substanzen zu tun, sie erzeugt sie auch noch selbst. So gelang ihr, aus radioaktivem Uran und dem explosiven Azid-Ion ein so genanntes Uran-Azid zu synthetisieren, wie Ende letzten Jahres im Fachmagazin „Angewandte Chemie“ berichtet. Dafür erhält Crawford jetzt den Carl-Duisberg-Gedächtnispreis, die höchste Auszeichnung der Gesellschaft Deutscher Chemiker für junge Wissenschaftler. Crawford wird den Preis auf einer Festveranstaltung während der jährlichen Chemiedozententagung am 20. März 2006 in Hamburg entgegennehmen. Die von Crawford synthetisierte Verbindung und ähnliche Substanzen könnten neuartige Eigenschaften zeigen, aber auch als Ausgangsmaterial für gesuchte, effizientere Brennstoffe in Nuklearreaktoren und als bessere Uran-Katalysatoren dienen.

Azide sind Salze der Stickstoffwasserstoffsäure. Die von Crawford synthetisierte Verbindung, ein Ammonium-Salz eines Uran-Polyazids, namentlich ein Heptaazidouran-Anion, ist in dieser Gruppe in mehrfacher Hinsicht einzigartig: Es handelt sich um das erste strukturell charakterisierte Heptaazid, also eine Verbindung mit sieben Azid-Ionen. Die Substanz ist aber auch das erste binäre Azid eines der so genannten Actinioiden-Elemente, zu denen Uran gehört. Zeitgleich mit Crawford gelang einer kalifornischen Forschergruppe die Synthese einer weiteren Uran-Stickstoff-Verbindung. Beide Substanzen wurden Ende letzten Jahres in einem Artikel der Zeitschrift „Chemical and Engineering News“ der „American Chemical Society“ gewürdigt. Darin wird unter anderem die Vielfalt möglicher Anwendungen hervorgehoben. Gleichzeitig aber wird betont, dass sich dank der neuartigen Verbindungen auch ganz neuartige Materialklassen eröffnen könnten. Die ersten Erfolge Crawfords und ihrer Kollegen sind deshalb wahrscheinlich nur Vorboten einer neuen Actinoiden-Chemie, die auf Uran und anderen Schwermetallen beruht, die mit anderen Elementen die besondere Verbindung eingehen. Die dabei möglicherweise synthetisierten Substanzen könnten aufgrund ihrer neuartigen chemischen Grundlage auch bislang unbekannte Eigenschaften zeigen.

Uran wurde bisher vor allem als Uranoxid, also in Verbindung mit Sauerstoff, genutzt. So werden keramische Pellets aus diesem Material in Leichtwasserreaktoren als Brennstoff genutzt. Problematisch dabei ist, dass das Uran oft nicht komplett verbraucht wird. Mit Hilfe der neuen Verbindungen auf der Grundlage von Uran könnten möglicherweise Ausgangsmaterialien entstehen, die aufgrund ihrer spezifischen Eigenschaften eine weit höhere Effizienz erlauben. Actinoiden-Metalle wie Uran werden unter anderem auch in Industriekatalysatoren erprobt. Ein großflächiger Einsatz dieser Substanzen ist wegen der Radioaktivität zwar unwahrscheinlich. Bessere Materialien, die möglicherweise auf neuen Molekül-Verbindungen beruhen, sind aber auch für die eingeschränkte Nutzung erwünscht. Dabei sind die Azid-Verbindungen von so großem Interesse, dass vielfach sogar von einer „Azid-Renaissance“ die Rede ist. Auch Crawford ist mit der Synthese weiterer Azidverbindungen beschäftigt. „Unser Heptaazid mit sieben Azid-Ionen lässt hoffen, dass auch die Synthese eines stabilen Oktaazids, also einer Verbindung mit acht Azid-Ionen, möglich ist“, meint sie. „Denkbar ist natürlich auch, dass wir die Synthese anderer Uranazide schaffen können.“

Dr. habil. Margaret-Jane Crawford ist 1975 im schottischen Lochgilphead geboren. Sie studierte Chemie an der Universität Glasgow und promovierte dann an der LMU in nur zwei Jahren zum Thema „Small, Highly Reactive Molecules: Azides, Pseudohalides and Fluorine-Containing Compounds“. Crawford verbrachte anschließend als Feodor-Lynen-Stipendiatin der Alexander-von-Humboldt-Stiftung zwei Jahre als Postdoktorandin an der University of New Brunswick in Kanada. Von 2001 bis 2005 habilitierte sie an der LMU über präparative Uran-Chemie.

Ansprechpartner:
Dr. habil. Margaret – Jane Crawford
Department für Chemie und Biochemie
Tel.: 089-2180-77503
Fax: 089-2180-77492
E-Mail: mjc@cup.uni-muenchen.de