Meine Merkliste
my.chemie.de  
Login  

Chemiker synthetisieren stärkste Base ihrer Art

Rekordverbindung mit großem Anwendungspotenzial

13.06.2019

Jörg Sundermeyer

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

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.

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. „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.

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“.

Fakten, Hintergründe, Dossiers
Mehr über Universität Marburg
  • News

    Weniger Gift – dank einer „beispiellosen“ Reaktion

    Ionische Flüssigkeiten sind nicht so reaktionsträge wie bislang angenommen – bei besonders eigenwilligen Reaktionspartnern bieten sie sogar endlich einen Hebel, um diese gezielt zu verändern. Das zeigt ein Team mittelhessischer Chemiker in der frei verfügbaren Fachzeitschrift „Chemical Scie ... mehr

    Giftig und aggressiv und doch viel genutzt

    In Zahnpasta, Teflon, LEDs und Medikamenten zeigt es seine positiven Seiten – doch elementares Fluor ist extrem aggressiv und hochgiftig. Versuche, die Kristallstruktur von festem Fluor mit Röntgenstrahlen zu bestimmen, endeten vor 50 Jahren mit Explosionen. Mit Neutronen der Forschungs-Neu ... mehr

    Forschungsgruppe fängt Atom in der Käfigecke

    Chemiker aus Marburg, Karlsruhe und Regensburg haben einen Käfig aus 12 Atomen hergestellt, in dem ein Kobalt-Atom gefangen ist, das sich nur in einer Hälfte des Käfigs aufhält. „Eine solche Struktur war bisher nie beobachtet oder vorhergesagt worden“, erklärt Professorin Dr. Stefanie Dehne ... mehr

  • White Paper

    Leitfähigkeitsmessungen mit „Plasma-Elektrode“

    Neues Verfahren erlaubt die Widerstandsmessung an dünnen Schichten mit weniger Messkontakten, als sonst üblich, sowie aus größerer Distanz mehr

  • q&more Artikel

    Von der RNA- zur Protein-Welt

    Die Evolution des tRNA-Prozessierungsenzyms (RNase P) hat in den verschiedenen ­Bereichen des Lebens zu sehr unterschiedlichen architektonischen Lösungen geführt. So ist die bakterielle RNase P grundsätzlich anders aufgebaut als die menschlichen RNase P-Enzyme in Zellkern und Mitochondrien. ... mehr

  • Autoren

    Dennis Walczyk

    Dennis Walczyk, geb. 1984, studierte Chemie an der Philipps-Universität Marburg. Seit 2012 ist er wissenschaftlicher Mitarbeiter und Doktorand in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Hartmann am Institut für Pharmazeutische Chemie der Universität Marburg und beschäftigt sich dort u.a. mit der En ... mehr

    Prof. Dr. Roland K. Hartmann

    Roland K. Hartmann, geb. 1956, ist Professor der Pharmazeutischen Chemie an der Philipps-Universität Marburg. Er studierte Biochemie an der Freien Universität Berlin, wo er 1988 mit dem Ernst Reuter-Preis für seine hervorragende Dissertation ausgezeichnet wurde. Seine Forschungsinteressen u ... mehr

Ihr Bowser ist nicht aktuell. Microsoft Internet Explorer 6.0 unterstützt einige Funktionen auf Chemie.DE nicht.