Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

RESOLV: Wassereis macht kurzlebiges Molekül haltbar

10.02.2015

Bochumer Forscher testen effektive neue Methode
Ein Molekül für das Lehrbuch

Als „Antiaromaten“ bezeichnen Chemiker eine Art von Ringmolekülen, die extrem instabil sind – das Gegenstück zu den sehr stabilen aromatischen Molekülen. Weil sie nur Bruchteile von Sekunden existieren, braucht man extrem aufwendige, ultraschnelle Verfahren um sie nachzuweisen.


Die Abbildung zeigt das Fluorenylkation in Wasser bei 3 K. Das Bild wurde auf der Basis von QM/MM Molekulardynamiksimulationen erstellt.

RUB, Lehrstuhl Sander

Forschern des Exzellenzclusters RESOLV an der Ruhr-Universität Bochum ist es jetzt mit Kollegen des Max Planck Instituts für Kohlenforschung in Mülheim gelungen, das antiaromatische Fluorenylkation bei extrem tiefen Temperaturen in Wassereis zu fixieren. So konnten sie es erstmals spektroskopisch untersuchen.

Sie berichten in „Angewandte Chemie“.

Grundlegendes Konzept lässt sich nicht untersuchen

Das Konzept der „Aromatizität“ ist von grundlegender Bedeutung für die Chemie und in jedem Lehrbuch und in jeder Einführungsvorlesung der Organischen Chemie zu finden. Als „aromatisch“ werden ungesättigte Ringmoleküle bezeichnet, die erheblich stabiler sind als erwartet.

Der Name Aromat bezieht sich auf den Geruch der ersten entdeckten aromatischen Verbindungen und steckt z. B. auch im Markennamen ARAL = Aromaten und Aliphaten. Das theoretische Konzept der „Aromatizität“ wurde dadurch untermauert, dass es auch den umgekehrten Effekt gibt: die „Antiaromatizität“, die zu einer Destabilisierung von Molekülen führt. „Das Problem an diesem Konzept ist, dass Antiaromaten, wie von der Theorie gefordert, sehr instabil sind und sich nicht ohne weiteres herstellen und untersuchen lassen“, erklärt Prof. Dr. Wolfram Sander von RESOLV.

Konzeptionell verblüffend einfach

Im Rahmen des Exzellenzclusters haben Sander und Kollegen nun untersucht, wie sich geladene, hoch reaktive Moleküle mit Wasser als Lösungsmittel bei extrem tiefen Temperaturen stabilisieren lassen. Eine experimentelle Arbeitsgruppe der Fakultät für Chemie und Biochemie der RUB konnte zusammen mit einer Theoriegruppe vom MPI für Kohlenforschung in Mülheim das lange gesuchte antiaromatische Fluorenylkation isolieren, ein Prototyp des Konzepts Antiaromatizität.

Dazu hüllten sie dieses Molekül bei extrem tiefen Temperaturen von drei Kelvin – nur drei Grad Celsius oberhalb des absoluten Temperaturnullpunkts – in Wasser ein. „Unter diesen Bedingungen ist dieses Molekül völlig stabil und lässt sich spektroskopisch untersuchen“, erläutert Wolfram Sander das Ergebnis. Bei Raumtemperatur dagegen zeigt es seine extreme Instabilität: In nur fünf Picosekunden (fünf billionstel Sekunden) ist es verschwunden. „Das ist eine Zeitspanne, in der selbst das Licht nur 1,5 Millimeter weit kommt“, verdeutlicht der Forscher. „Dies zeigt sehr schön, wie effektiv die konzeptionell verblüffend einfache neue Methode zur Stabilisierung von Molekülen funktioniert.“

Titelaufnahme

Paolo Costa, Iris Trosien, Miguel Fernandez-Oliva, Elsa Sanchez-Garcia and Wolfram Sander: The Fluorenyl Cation. In: Angewandte Chemie, DOI: 10.1002/ange.201411234, http://onlinelibrary.wiley.com/journal/10.1002/%28ISSN%291521-3757/earlyview

Weitere Informationen

Prof. Dr. Wolfram Sander, Lehrstuhl für Organische Chemie II der Ruhr-Universität, 44780 Bochum, Tel.0234/32-24593, wolfram.sander@rub.de, http://www.ruhr-uni-bochum.de/oc2/

Meike Drießen | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Kontinentalrand mit Leckage
27.03.2017 | MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen

nachricht Neuen molekularen Botenstoff bei Lebererkrankungen entdeckt
27.03.2017 | Universitätsmedizin Mannheim

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: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

Zweites Symposium 4SMARTS zeigt Potenziale aktiver, intelligenter und adaptiver Systeme

27.03.2017 | Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fließender Übergang zwischen Design und Simulation

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Industrial Data Space macht neue Geschäftsmodelle möglich

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Neue Sicherheitstechnik ermöglicht Teamarbeit

27.03.2017 | HANNOVER MESSE