Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Chemiker synthetisieren stärkste Base ihrer Art

11.06.2019

Eine Forschungsgruppe um den Marburger Chemiker Professor Dr. Jörg Sundermeyer hat die stärkste metallfreie, ungeladene Base hergestellt, die bislang bekannt ist. Das Team verspricht sich davon Fortschritte für die Elektromobilität, etwa beim Einsatz in Brennstoffzellen, und in anderen katalytischen Prozessen. Die Fachzeitschrift „Angewandte Chemie“ berichtet in ihrer aktuellen Ausgabe über die Ergebnisse der Gruppe.

Das Konzept der Säuren und Basen zählt zu den Fundamenten der Chemie, die schon in der Schule gelehrt werden. „Säuren und Basen verhalten sich wie zwei extreme Gegenspieler, die einander neutralisieren, wenn sie aufeinander treffen, wobei Energie frei wird“, erläutert Jörg Sundermeyer, der Chemie an der Philipps-Universität Marburg lehrt.


Der Marburger Chemiker Sebastian Ullrich präsentiert eine isolierte Probe seiner Superbase in einem Handschuhkasten, der mit Stickstoff als Schutzgas gefüllt ist.

(Foto: Jörg Sundermeyer; das Bild darf nur für die Berichterstattung über die hier angezeigte wissenschaftliche Veröffentlichung verwendet werden.)

„Wir sind der grundlegenden Frage nachgegangen, wie wohl die stärksten Vertreter aller bekannten ungeladenen Säuren und Basen in den schier unendlichen Welten der Chemie aussehen müssten.“

In den vergangenen Jahren wurden ungeladene organische Superbasen zu wichtigen Werkzeugen für die Synthese und Katalyse. Sie beruhen meist auf dem Element Stickstoff. Auf diesen Vorarbeiten aufbauend, nutzte Sundermeyers Mitarbeiter Sebastian Ullrich entgegen der gängigen Lehrbuchmeinung das Element Phosphor als Zentralatom einer potenziellen Base.

„Zu unserer Überraschung können durch diesen Trick die bislang stärksten metallfreien Stickstoffbasen um mehr als eine Größenordnung auf der Basizitätsskala übertroffen werden“, berichtet Ullrich, der seine Doktorarbeit in Sundermeyers Arbeitsgruppe anfertigt.

„Die Wechselwirkung von Phosphor als Zentralatom mit Protonen und Metallkationen selbst extrem schwacher Säuren ist dermaßen stark, dass diese nicht mehr aus der Umklammerung loskommen“, ergänzt Sundermeyer; darauf beruhe die Eignung dieser Moleküle als Bestandteil von Katalysatoren, wie sie für technische Anwendungen gefordert sind – etwa bei der Entwicklung von Brennstoffzellen, die in Elektroautos zum Einsatz kommen.

Noch am Tag der Online-Vorveröffentlichung wurde die gesamte Verbindungsklasse der sogennanten Phosphazenylphosphine und ihrer Komplexe mit Metallen daher auch zum Patent angemeldet. „Extrem starke, metallfreie organische Basen haben große Bedeutung für die Entwicklung nachhaltiger, ‚grüner‘ Chemie“, führt der Hochschullehrer aus, „sei es in der abfallfreien Katalyse chemischer Reaktionen oder bei der Bewältigung der Energiewende.“

Ein anderes Patent aus Sundermeyers Marburger Labor hat es bereits in die industrielle Produktion von Halbleitermaterialien für Solarzellen und LEDs geschafft (Pressemitteilung: https://idw-online.de/de/news677214).

Vor Jahresfrist synthetisierte Sundermeyers Labor bereits die stärkste ungeladene Säure. „Normalerweise ist man entweder Spezialist für Säuren oder für Basen“, versichert der Chemiker, „Superbasen und Supersäuren aus ein- und demselben Labor, das ist eine absolute Ausnahme“.

Professor Dr. Jörg Sundermeyer leitet die Arbeitsgruppe für Metallorganische Chemie am Fachbereich Chemie der Philipps-Universität. Neben dem Marburger Team beteiligte sich auch der Physikochemiker Dr. Borislav Kovačević vom Rudjer Bošković Institute in Kroatien an der Veröffentlichung. Der Deutsche Akademische Austauschdienst förderte die wissenschaftliche Arbeit der Gruppe durch eine Reisebeihilfe.

Originalveröffentlichungen:
Sebastian Ullrich & al.: Phosphazenyl phosphines PAP: The most electron rich uncharged phosphorus Brønsted and Lewis bases, Angewandte Chemie 2019,
DOI: https://doi.org/10.1002/ange.201903342

Julius Kögel & al.: The Lewis superacid Al[N(C6F5)2]3 and its higher homolog Ga[N(C6F5)2]3, Chemical Science 2018, 9, 245 – 253; DOI: 10.1039/C7SC03988C

Weitere Informationen:
Ansprechpartner: Professor Dr. Jörg Sundermeyer,
Fachbereich Chemie
Tel.: 06421 28-25693
E-Mail: jsu@staff.Uni-Marburg.de

Johannes Scholten | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-marburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Komplexe biologische Systeme können nicht ohne Chaos existieren
17.02.2020 | Universität Rostock

nachricht Neue Hauptdarsteller im Meeresboden: Eine bislang kaum beachtete Bakteriengruppe im Rampenlicht
17.02.2020 | Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie

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: Lichtpulse bewegen Spins von Atom zu Atom

Forscher des Max-Born-Instituts für Nichtlineare Optik und Kurzpulsspektroskopie (MBI) und des Max-Planck-Instituts für Mikrostrukturphysik haben durch die Kombination von Experiment und Theorie die Frage gelöst, wie Laserpulse die Magnetisierung durch ultraschnellen Elektronentransfer zwischen verschiedenen Atomen manipulieren können.

Wenige nanometerdünne Filme aus magnetischen Materialien sind ideale Testobjekte, um grundlegende Fragestellungen des Magnetismus zu untersuchen. Darüber...

Im Focus: Freiburg researcher investigate the origins of surface texture

Most natural and artificial surfaces are rough: metals and even glasses that appear smooth to the naked eye can look like jagged mountain ranges under the microscope. There is currently no uniform theory about the origin of this roughness despite it being observed on all scales, from the atomic to the tectonic. Scientists suspect that the rough surface is formed by irreversible plastic deformation that occurs in many processes of mechanical machining of components such as milling.

Prof. Dr. Lars Pastewka from the Simulation group at the Department of Microsystems Engineering at the University of Freiburg and his team have simulated such...

Im Focus: Transparente menschliche Organe ermöglichen dreidimensionale Kartierungen auf Zellebene

Erstmals gelang es Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, intakte menschliche Organe durchsichtig zu machen. Mittels mikroskopischer Bildgebung konnten sie die zugrunde liegenden komplexen Strukturen der durchsichtigen Organe auf zellulärer Ebene sichtbar machen. Solche strukturellen Kartierungen von Organen bergen das Potenzial, künftig als Vorlage für 3D-Bioprinting-Technologien zum Einsatz zu kommen. Das wäre ein wichtiger Schritt, um in Zukunft künstliche Alternativen als Ersatz für benötigte Spenderorgane erzeugen zu können. Dies sind die Ergebnisse des Helmholtz Zentrums München, der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) und der Technischen Universität München (TUM).

In der biomedizinischen Forschung gilt „seeing is believing“. Die Entschlüsselung der strukturellen Komplexität menschlicher Organe war schon immer eine große...

Im Focus: Skyrmions like it hot: Spin structures are controllable even at high temperatures

Investigation of the temperature dependence of the skyrmion Hall effect reveals further insights into possible new data storage devices

The joint research project of Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) and the Massachusetts Institute of Technology (MIT) that had previously demonstrated...

Im Focus: Skyrmionen mögen es heiß – Spinstrukturen auch bei hohen Temperaturen steuerbar

Neue Spinstrukturen für zukünftige Magnetspeicher: Die Untersuchung der Temperaturabhängigkeit des Skyrmion-Hall-Effekts liefert weitere Einblicke in mögliche neue Datenspeichergeräte

Ein gemeinsames Forschungsprojekt der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und des Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat einen weiteren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Chemnitzer Linux-Tage am 14. und 15. März 2020: „Mach es einfach!“

12.02.2020 | Veranstaltungen

4. Fachtagung Fahrzeugklimatisierung am 13.-14. Mai 2020 in Stuttgart

10.02.2020 | Veranstaltungen

Alternative Antriebskonzepte, technische Innovationen und Brandschutz im Schienenfahrzeugbau

07.02.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Erste Untersuchungsergebnisse zum "Sensations-Meteoritenfall" von Flensburg

17.02.2020 | Geowissenschaften

Lichtpulse bewegen Spins von Atom zu Atom

17.02.2020 | Physik Astronomie

Freiburger Forscher untersucht Ursprünge der Beschaffenheit von Oberflächen

17.02.2020 | Materialwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics