Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Synthese-chemischer Meilenstein: Neues Ferrocenium-Molekül entdeckt

23.09.2016

Wissenschaftler der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) haben zusammen mit Kollegen der Freien Universität Berlin ein neues Molekül entdeckt: Die Eisenverbindung in der seltenen Oxidationsstufe +4 gehört zu den Ferrocenen und ist äußerst schwierig zu synthetisieren.

Metallocene werden umgangssprachlich auch als Sandwichverbindungen bezeichnet. Sie bestehen aus zwei organischen ringförmigen Verbindungen, den Cyclopentadienyl-Liganden, die parallel zueinander angeordnet sind und ein zentrales Metallion umschließen – eben wie zwei Toastscheiben bei einem Sandwich.


Das neu entdeckte Molekül [Cp*2Fe]2+ weist verschiedene Strukturen auf: linear (links) und gewinkelt (rechts). Dieser Unterschied wird durch supra-molekulare Wechsel

Grafik: FAU/Karsten Meyer

Seit der Entdeckung der Substanzklasse in den 50er-Jahren, zunächst der ladungsneutralen Stammverbindung Ferrocen und dann des oxidierten Ferroceniums, besteht an diesen Molekülen ein sehr starkes internationales Forschungsinteresse.

Einerseits aus grundlegendem Interesse an den Bindungseigenschaften, aber auch aufgrund vielfältiger moderner Anwendungsmöglichkeiten der Substanzklasse, wie beispielsweise in der Elektrochemie, der Tumorbekämpfung und als Polymerisationskatalysatoren.

Bisher waren die Eisenverbindungen lediglich in den Oxidationsstufen +2 und +3 bekannt. Diese geben die Ionenladung eines Atoms an. Einem Forscherteam der Freien Universität Berlin und der FAU ist es nun erstmals gelungen, eine Eisenverbindung in der seltenen Oxidationsstufe +4 zu synthetisieren, isolieren und zu untersuchen. Herausgekommen ist das Molekül [Cp*2Fe]2+.

„Das ist ein Synthese-chemischer Meilenstein“, sagt FAU-Professor Dr. Karsten Meyer vom Lehrstuhl für Anorganische und Allgemeine Chemie. „Das neue Molekül wird sicherlich seinen Platz in modernen Chemielehrbüchern finden. Seine Synthese schafft wertvolles Wissen und wird eine noch interessantere Lehre ermöglichen.“

Das neue Molekül ist hochempfindlich und extrem reaktiv. Um es zu synthetisieren und zu analysieren, bedarf es besonderer Maßnahmen. So mussten die Berliner Fluorchemiker das Ferrocen mit einer Xenon-Fluor-Verbindung in flüssigem Fluorwasserstoff oxidieren – einem farblosen, stark riechenden, giftigen Gas.

Die erfolgreiche Synthese konnten die Wissenschaftler durch Strukturanalysen an einer Reihe von unterschiedlichen Salzen belegen. Um das Molekül zu analysieren fertigten die FAU-Chemiker spezielle, besonders resistente Probenbehälter an. Diese verhindern eine Zersetzung der Proben sowie der empfindlichen Analyseapparaturen.

Dabei zeigte sich eine Besonderheit des neuen Moleküls der Oxidationsstufe +4. Im Gegensatz zu den anderen Ferrocenen bildet es, je nachdem welche Anionen zur Stabilisierung des Moleküls verwendet werden, unterschiedliche Strukturen: linear oder gewinkelt.

Diese strukturellen Unterschiede werden durch supramolekulare Wechselwirkungen zwischen den Ionen ausgelöst. Die FAU-Chemiker Mario Adelhardt und Jörg Sutter konnten zudem die ungewöhnlichen elektronischen Strukturen dieser „exotischen“ Verbindung aufklären.

Ihre Ergebnisse haben die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht. DOI: http://dx.doi.org/10.1126/science.aaf6362

Weitere Informationen:
Prof. Dr. Karsten Meyer
Tel.: 09131/85-27360
karsten.meyer@fau.de

Dr. Susanne Langer | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.fau.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Auf der molekularen Streckbank
24.02.2017 | Technische Universität München

nachricht Sicherungskopie im Zentralhirn: Wie Fruchtfliegen ein Ortsgedächtnis bilden
24.02.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

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: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie