Einkristalle als Reaktionsgefäß

Japanische Forscher von der Universität Tokio haben eine Komplexverbindung hergestellt, die zu einem porösen Feststoff kristallisiert. Übliche, auch sperrige Reagenzien können problemlos in diese Poren hineindiffundieren und sind ausreichen mobil, um mit eingebetteten Substraten zu reagieren.

Wie die Forscher in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, fungieren die Poren als eine Art kristallines molekulares Reagenzglas. Die Reaktionsprodukte können darin direkt röntenographisch untersucht werden.

Nur Einkristalle lassen sich röntgenographisch untersuchen. Dabei wird die Streuung von Röntgenstrahlen zur Strukturaufklärung genutzt. Flüssigkeiten lassen sich so nicht analysieren. Bei Festkörperreaktionen ist die Methode auf Reaktionen beschränkt, bei denen die strukturellen Änderungen nur sehr gering ausfallen. Sperrige Reagenzien kommen in einen gewöhnlichen, dicht gepackten Kristall gar nicht hinein, oft zerfallen die Kristalle auch während einer Reaktion.

Das Team um Makoto Fujita entwickelte eine Komplexverbindung aus Zinkionen und aromatischen Ringsystemen, die zu einem robusten Netzwerk mit großen Poren kristallisiert. Die Verbindung ist so konstruiert, dass reaktive Atomgruppierungen, beispielsweise Aminogruppen, in den Hohlraum der Poren hineinragen. Eintunken in eine Lösung, die gängige Reagenzien enthält, bringt diese in Kontakt mit diesen eingebetteten Reaktionspartnern.

Dabei gelangen auch sperrige Moleküle in die großen Poren. So ließen die Forscher die Aminogruppen mit Essigsäureanhydrid oder Anilin reagieren. Die Reaktivität der eingesetzten Reagenzien und der Reaktionsverlauf sind dabei nicht anders als wenn sich die beiden Reaktionspartner in freier Lösung begegnen würden. Der Kristall verfärbte sich nach und nach, blieb aber trotz der Reaktion als intakter Kristall erhalten.

Da das Endprodukt auch nach der Reaktion immer noch als Einkristall vorliegt, kann der Reaktionsverlauf mit röntgenkristallographischen Methoden verfolgt werden. Labile Reaktionsprodukte und Zwischenprodukte lassen sich auf diese Weise in situ herstellen und bestimmen. Die chemischen Reaktionen in den Poren lassen sich aber auch nutzen, um die Porenwände gezielt zu modifizieren. Beispielsweise können sie mit freien Säuregruppen bestückt werden.

Angewandte Chemie: Presseinfo 34/2008

Autor: Makoto Fujita, University of Tokyo (Japan), http://fujitalab.t.u-tokyo.ac.jp/members_e/mfujita/

Angewandte Chemie, doi: 10.1002/ange.200802545

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69495 Weinheim, Germany

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie

Der innovations-report bietet im Bereich der "Life Sciences" Berichte und Artikel über Anwendungen und wissenschaftliche Erkenntnisse der modernen Biologie, der Chemie und der Humanmedizin.

Unter anderem finden Sie Wissenswertes aus den Teilbereichen: Bakteriologie, Biochemie, Bionik, Bioinformatik, Biophysik, Biotechnologie, Genetik, Geobotanik, Humanbiologie, Meeresbiologie, Mikrobiologie, Molekularbiologie, Zellbiologie, Zoologie, Bioanorganische Chemie, Mikrochemie und Umweltchemie.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreiben Sie einen Kommentar

Neueste Beiträge

Defekte in Halbleitern auf Atomebene aufspüren

Neuer Messaufbau Leipziger Forschender steht ab 2023 zur Verfügung. Moderne Solarzellen arbeiten mit Dünnschichten aus Halbleitern, die Sonnenlicht in elektrische Energie umwandeln. Der Schlüssel, um ihre Effizienz noch weiter zu…

Quantenoptik im Glas

Rostocker Forschende kommen den Geheimnissen von roten, grünen und blauen Quarks-Teilchen auf die Schliche. Forschenden der Universität Rostock ist es gelungen, in einem unscheinbaren Stück Glas einen Schaltkreis für Licht…

Wolken weniger klimaempfindlich als angenommen

Daten aus Flugkampagne: Passat-Kumuluswolken finden sich auf rund 20 Prozent der Erdkugel und kühlen den Planeten. Bisher wurde erwartet, dass diese Wolken durch die Erderwärmung weniger werden und damit den…

Partner & Förderer