Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hochreaktiver Goldcarbenkomplex mit leuchtend smaragdgrüner Farbe

09.07.2014

Heidelberger Chemikern gelingt es, eine Kohlenstoff-Gold-Verbindung mit „erstaunlicher Stabilität“ zu isolieren

Mit einem chemischen „Trick“ ist es Wissenschaftlern der Universität Heidelberg gelungen, einen stabilen Goldcarbenkomplex zu isolieren. Damit hat das Team um den Chemiker Prof. Dr. Bernd F. Straub die Grundlage dafür geschaffen, die ansonsten instabile Doppelbindung zwischen Kohlenstoff und Gold erstmals direkt untersuchen zu können.


In der Abbildung ist die Au=C-Doppelbindung im Goldcarbenkomplex die Bindung zwischen dem großen goldenen Atom in der Mitte und dem leicht grünlich gefärbten Atom darunter. Die Position der Atome wurde mit Hilfe einer Einkristall-Röntgenstrukturanalyse ermittelt.

Copyright: Matthias Hussong und Bernd F. Straub, Universität Heidelberg

Die hochreaktiven Goldcarben-Teilchen spielen nach Angaben von Prof. Straub eine wichtige Rolle in wegweisenden Katalyseprozessen mit hohen Reaktionsgeschwindigkeiten. Die Ergebnisse der Forschungsarbeiten wurden in der deutschsprachigen und in der internationalen Ausgabe der Fachzeitschrift „Angewandte Chemie“ veröffentlicht.

Mit Hilfe von Katalysatoren lassen sich chemische Reaktionen beschleunigen und aus den Grundstoffen der Natur Werkstoffe und Materialien sowie Arzneistoffe herstellen. Dabei werden auch chemische Verbindungen mit Gold intensiv und, so Prof. Straub, erfolgreich in Prozessen der Katalyse untersucht.

„Seit mehr als zehn Jahren schlagen Experten in zahlreichen wissenschaftlichen Arbeiten Goldcarbene als kurzlebige Schlüsselverbindungen in Katalysereaktionen vor“, erläutert der Heidelberger Wissenschaftler. Mit ihrer hohen Reaktivität entziehen sie sich jedoch detaillierten Untersuchungen: Kaum wird ein Goldcarben-Fragment bestehend aus den Elementen Gold und Kohlenstoff – mit den Symbolen „Au“ für Aurum und „C“ für Carbon – gebildet, reagiert es gleich weiter.

Um erstmals eine stabile Verbindung zu schaffen und die Goldcarben-Teilchen für die Forschung zu isolieren, wurden beide Elemente wie ein „hungriger Tiger mit einem Köder in einen Käfig gelockt“, so Matthias Hussong, der im Team von Prof. Straub an seiner Dissertation arbeitet.

Die Forscher haben dazu Gold und Kohlenstoff zunächst von ihrer Umgebung abgeschirmt, indem sie um diese herum reaktionsträge und raumfüllende chemische Gruppen platzierten. Anschließend wurden die beiden Elemente in einem sorgfältig geplanten Schritt aneinander gebunden – damit war das Au=C-Fragment im Goldcarbenkomplex „gefangen“.

Der so isolierten Verbindung konnten die Chemiker zu einer „erstaunlichen Stabilität verhelfen“, wie Prof. Straub sagt – und sie damit zugleich buchstäblich sichtbar machen. „Fast alle Goldkomplexe sind farblos, das ,stabile‘ Goldcarben dagegen weist eine intensive smaragdgrüne Farbe auf“, erklärt der Wissenschaftler, der eine Forschungsgruppe am Organisch-Chemischen Institut der Universität Heidelberg leitet.

Dabei haben die weiteren Heidelberger Untersuchungen gezeigt, dass Gold in seinen Verbindungen mehr ist als ein sogenanntes „weiches Proton“, wie das chemische Verhalten von Gold bislang beschrieben wurde.

Wird das Goldfragment durch ein „echtes“ Proton – den Kern des leichtesten Elements Wasserstoff – ersetzt, zeigt dieses analoge protonierte Carben eine purpurrote Farbe. „Damit verhält sich das Gold im Goldcarbenkomplex im Wortsinne ,augenscheinlich‘ anders als ein Proton“, so Prof. Straub. Mit seinem Team arbeitet er nun daran, das Verständnis der Goldkatalyse weiter zu vertiefen und dieses Wissen für Katalyseprozesse mit höherer Effizienz nutzbar zu machen.

Originalveröffentlichung:
Hussong, M. W., Rominger, F., Krämer, P. und Straub, B. F.: Isolierung eines nicht-Heteroatom-stabilisierten Goldcarbens. Angew. Chem. (online veröffentlicht am 20. Juni 2014), doi: 10.1002/ange.201404032
Hussong, M. W., Rominger, F., Krämer, P. and Straub, B. F.: Isolation of a Non-Heteroatom-Stabilized Gold–Carbene Complex. Angew. Chem. Int. Ed. (published online 20 June 2014), doi: 10.1002/anie.201404032

Informationen im Internet:
http://www.uni-heidelberg.de/fakultaeten/chemgeo/oci/akstraub/index.html

 
Kontakt:
Prof. Dr. Bernd F. Straub
Organisch-Chemisches Institut
Telefon (06221) 54-6239
straub@oci.uni-heidelberg.de

Kommunikation und Marketing
Pressestelle, Telefon (06221) 54-2311
presse@rektorat.uni-heidelberg.de

Marietta Fuhrmann-Koch | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Berichte zu: Chem Chemiker Elemente Farbe Isolierung Katalysatoren Kohlenstoff Käfig Köder Trick Werkstoffe Wissenschaftler

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie sich das Wasser in der Umgebung von gelösten Molekülen verhält
22.05.2017 | Ruhr-Universität Bochum

nachricht Myrte schaltet „Anstandsdame“ in Krebszellen aus
22.05.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Im Focus: Neuer Ionisationsweg in molekularem Wasserstoff identifiziert

„Wackelndes“ Molekül schüttelt Elektron ab

Wie reagiert molekularer Wasserstoff auf Beschuss mit intensiven ultrakurzen Laserpulsen? Forscher am Heidelberger MPI für Kernphysik haben neben bekannten...

Im Focus: Wafer-thin Magnetic Materials Developed for Future Quantum Technologies

Two-dimensional magnetic structures are regarded as a promising material for new types of data storage, since the magnetic properties of individual molecular building blocks can be investigated and modified. For the first time, researchers have now produced a wafer-thin ferrimagnet, in which molecules with different magnetic centers arrange themselves on a gold surface to form a checkerboard pattern. Scientists at the Swiss Nanoscience Institute at the University of Basel and the Paul Scherrer Institute published their findings in the journal Nature Communications.

Ferrimagnets are composed of two centers which are magnetized at different strengths and point in opposing directions. Two-dimensional, quasi-flat ferrimagnets...

Im Focus: XENON1T: Das empfindlichste „Auge“ für Dunkle Materie

Gemeinsame Meldung des MPI für Kernphysik Heidelberg, der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, der Johannes Gutenberg-Universität Mainz und der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster

„Das weltbeste Resultat zu Dunkler Materie – und wir stehen erst am Anfang!“ So freuen sich Wissenschaftler der XENON-Kollaboration über die ersten Ergebnisse...

Im Focus: World's thinnest hologram paves path to new 3-D world

Nano-hologram paves way for integration of 3-D holography into everyday electronics

An Australian-Chinese research team has created the world's thinnest hologram, paving the way towards the integration of 3D holography into everyday...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

14. Dortmunder MST-Konferenz zeigt individualisierte Gesundheitslösungen mit Mikro- und Nanotechnik

22.05.2017 | Veranstaltungen

Branchentreff für IT-Entscheider - Rittal Praxistage IT in Stuttgart und München

22.05.2017 | Veranstaltungen

Flugzeugreifen – Ähnlich wie PKW-/LKW-Reifen oder ganz verschieden?

22.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Myrte schaltet „Anstandsdame“ in Krebszellen aus

22.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

22.05.2017 | Physik Astronomie

Wie sich das Wasser in der Umgebung von gelösten Molekülen verhält

22.05.2017 | Biowissenschaften Chemie