07.05.2021 - University of Virginia

Nun auch mit negativer Ladung

Stabilisierung des Borfluoren-Anions durch Carbene

Der Einbau von Bor in polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe führt zu interessanten farbgebenden und fluoreszierenden Materialien für die Opto-Elektronik, z.B. für organische Leuchtdioden (OLEDs) und Feldeffekt-Transistoren, sowie Polymer-basierte Sensoren. In der Zeitschrift Angewandte Chemie stellt ein Forschungsteam jetzt eine neue anionische Bor-organische Verbindung vor. Die Synthese der Borfluoren-Spezies gelang dank einer Stabilisierung durch Carbene.

Ein besonders interessanter Bor-haltiger Baustein ist Borfluoren, ein System aus drei kantenverknüpften Kohlenstoff-Ringen: zwei Sechs- und einem mittigen Fünfring, dessen freie Spitze durch das Boratom gebildet wird. Während sich neutrale, radikalische und kationische (positiv geladene) Borfluoren-Verbindungen recht gut herstellen lassen, gibt es bisher kaum Beispiele für anionische (negativ geladene) Borfluoren-Verbindungen. Ein Verständnis ihrer Chemie wäre wichtig für Fortschritte redox-abhängiger Anwendungen und könnte zu neuen Materialien mit einzigartigen Bindungsverhältnissen oder optischen Eigenschaften führen. Die vergleichsweise hohe Reaktivität von Borfluoren-Anionen macht ihre Synthese jedoch zu einer Herausforderung. Dem Team um Robert J. Gilliard, Jr. von der University of Virginia (Charlottesville, USA) und David J. D. Wilson von der Latrobe University (Melbourne, Australien) gelang jetzt die erste Isolierung und strukturelle Bestätigung dieses schwer fassbaren Anions.

Ausgangspunkt des neuen Syntheseansatzes ist 9-Brom-9-Borfluoren, ein Borfluoren, an dessen Bor- ein Brom-Atom gebunden ist. Es wird mit einem sehr starken Reduktionsmittel (Kaliumgraphit, Natrium- bzw. Lithium-Naphthalid) behandelt – in Anwesenheit spezieller Carbene (organischer Verbindungen mit einem zweiwertigen Kohlenstoff-Atom und einem freien Elektronenpaar). Die bei der Reduktion gebildeten anionischen Borfluorene werden durch die Carbene stabilisiert.

Wie das Team zeigte, können die Carben-Borfluoren-Anionen auch als chemische Bausteine verwendet werden. So lassen sich neue Verbindungen herstellen, die mit bisher bekannten Ausgangsmaterialien sonst nicht zugänglich sind. So konnten Spezies mit Bindungen zwischen Bor und Gold, Selen bzw. Germanium hergestellt werden. Die Reaktion mit einem Diketon führte unter Ringschluss zu einer Bindung des Bor-Atoms an die beiden Keton-Sauerstoffe und die Bildung einer sogenannten spirozyklischen Bor-Verbindung.

Fakten, Hintergründe, Dossiers
Mehr über University of Virginia
  • News

    Eine süße Art, alltägliche Dinge fast unverwüstlich zu machen

    Das Geheimnis, Kleidung praktisch unverwüstlich zu machen, könnte dasselbe sein, was uns aus ihr herauswachsen lässt: Zucker. Eine neue Entdeckung der University of Virginia School of Medicine zeigt, wie Zucker zur Herstellung von nahezu unverwüstlichen Geweben und anderen Materialien verwe ... mehr

    Biokunststoff-Produktion auf Umwegen

    Wissenschaftler am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) haben einen wichtigen Fortschritt zum besseren Verständnis von Stoffwechselwegen in Bakterien und deren Nutzung erzielt. Mithilfe von Computermodellen berechnete die von Vitor Martins dos Santos geführte Arbeitsgruppe "Syste ... mehr

    Quecksilber kann auch mit vier Partnern

    Bis die Schul- und Lehrbücher für Chemie umgeschrieben sind, wird es sicher noch einige Zeit dauern. Doch alle Schüler und Studenten können sich jetzt schon darauf einstellen, dass sie das altvertraute Periodensystem der Elemente künftig mit anderen Augen betrachten müssen. Schuld daran sin ... mehr

Mehr über Angewandte Chemie
  • News

    Für eine kostengünstigere Wasserstoff-Produktion

    Die mit Strom aus erneuerbaren Energiequellen angetriebene elektrolytische Wasserstoff-Erzeugung wird als ein umweltfreundlicher Weg zur Linderung der globalen Klima- und Energieproblematik angesehen. In der Zeitschrift Angewandte Chemie stellt ein Forschungsteam jetzt ein neuartiges kosten ... mehr

    Falsche optische Aktivität korrigieren

    Viele Naturstoffe sind kompliziert aufgebaute organische Moleküle. Häufig lassen sie sich aber mit spektroskopischen Techniken gut nachweisen. Ein Team von Forschern hat nun herausgefunden, dass bei chiralen Molekülen (Molekülen ohne Spiegelsymmerie) bei der Analyse mit Raman-Spektroskopie ... mehr

    Herumgereichte Elektronen

    Durch Licht ausgelöste Ladungsübertragungen (Charge-Transfer) sind eine interessante elektronische Eigenschaft von Berliner Blau und einigen analog aufgebauten Verbindungen. Ein Forschungsteam konnte jetzt die ultraschnellen Prozesse bei der lichtinduzierten Ladungsübertragung zwischen Eise ... mehr