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 Anomale Kristalle: ein Schlüssel zu atomaren Strukturen von Schmelzen im Erdinneren
16.11.2018 | Universität Bayreuth

nachricht Günstiger Katalysator für das CO2-Recycling
16.11.2018 | Ruhr-Universität Bochum

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: Rasende Elektronen unter Kontrolle

Die Elektronik zukünftig über Lichtwellen kontrollieren statt Spannungssignalen: Das ist das Ziel von Physikern weltweit. Der Vorteil: Elektromagnetische Wellen des Licht schwingen mit Petahertz-Frequenz. Damit könnten zukünftige Computer eine Million Mal schneller sein als die heutige Generation. Wissenschaftler der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) sind diesem Ziel nun einen Schritt nähergekommen: Ihnen ist es gelungen, Elektronen in Graphen mit ultrakurzen Laserpulsen präzise zu steuern.

Eine Stromregelung in der Elektronik, die millionenfach schneller ist als heutzutage: Davon träumen viele. Schließlich ist die Stromregelung eine der...

Im Focus: UNH scientists help provide first-ever views of elusive energy explosion

Researchers at the University of New Hampshire have captured a difficult-to-view singular event involving "magnetic reconnection"--the process by which sparse particles and energy around Earth collide producing a quick but mighty explosion--in the Earth's magnetotail, the magnetic environment that trails behind the planet.

Magnetic reconnection has remained a bit of a mystery to scientists. They know it exists and have documented the effects that the energy explosions can...

Im Focus: Eine kalte Supererde in unserer Nachbarschaft

Der sechs Lichtjahre entfernte Barnards Stern beherbergt einen Exoplaneten

Einer internationalen Gruppe von Astronomen unter Beteiligung des Max-Planck-Instituts für Astronomie in Heidelberg ist es gelungen, beim nur sechs Lichtjahre...

Im Focus: Mit Gold Krankheiten aufspüren

Röntgenfluoreszenz könnte neue Diagnosemöglichkeiten in der Medizin eröffnen

Ein Präzisions-Röntgenverfahren soll Krebs früher erkennen sowie die Entwicklung und Kontrolle von Medikamenten verbessern können. Wie ein Forschungsteam unter...

Im Focus: Ein Chip mit echten Blutgefäßen

An der TU Wien wurden Bio-Chips entwickelt, in denen man Gewebe herstellen und untersuchen kann. Die Stoffzufuhr lässt sich dabei sehr präzise dosieren.

Menschliche Zellen in der Petrischale zu vermehren, ist heute keine große Herausforderung mehr. Künstliches Gewebe herzustellen, durchzogen von feinen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Kalikokrebse: Erste Fachtagung zu hochinvasiver Tierart

16.11.2018 | Veranstaltungen

Können Roboter im Alter Spaß machen?

14.11.2018 | Veranstaltungen

Tagung informiert über künstliche Intelligenz

13.11.2018 | Veranstaltungen

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

Mikroplastik in Kosmetik

16.11.2018 | Studien Analysen

Neue Materialien – Wie Polymerpelze selbstorganisiert wachsen

16.11.2018 | Materialwissenschaften

Anomale Kristalle: ein Schlüssel zu atomaren Strukturen von Schmelzen im Erdinneren

16.11.2018 | Biowissenschaften Chemie

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