Bimetall-Komplex mit Katalysepotenzial

Kooperative Galliumatome

Chemiker der Universität Jena haben eine Verbindung hergestellt, die durch zwei Gallium-Atome in der Lage ist, die Bindung zwischen Fluor und Kohlenstoff zu spalten.

Dr. Helmar Görls untersucht mit einem Röntgendiffraktometer gezüchtete Einkristalle neuer Verbindungen am Institut für Anorganische und Analytische Chemie an der Friedrich-Schiller-Universität Jena. © Jens Meyer/Universität Jena

Chemiker der Friedrich-Schiller-Universität Jena haben eine neuartige Verbindung hergestellt, die zwei Gallium-Atome enthält, welche zusammen so wirken, dass sie die besonders starke Bindung zwischen Fluor und Kohlenstoff in anderen Substanzen spalten können. Die neuartige Galliumverbindung soll dabei günstiger und weniger umweltschädlich sein als herkömmliche Alternativen. „Solche Reaktionen werden normalerweise mit sogenannten Übergangsmetallen durchgeführt, wie Nickel oder Iridium“, erklärt Prof. Dr. Robert Kretschmer, Juniorprofessor für Anorganische Chemie der Universität Jena, dessen Arbeit im Journal of the American Chemical Society publiziert wurde.

Hand in Hand
„Unsere Verbindung enthält zwei chemisch identische Gallium-Atome“, so Kretschmer. „Bei Tests mit einer Reihe von fluorhaltigen Kohlenwasserstoff-Verbindungen haben wir gesehen, dass diese beiden Atome gemeinsam in der Lage sind, ein Fluoratom zu entfernen. Mithilfe einer Röntgenstruktur-Analyse konnten wir belegen, dass ein Galliumatom das Fluor bindet und das andere den Rest der Kohlenwasserstoff-Verbindung.“ Das ist der erste Schritt, den es zu einer Katalyse braucht.

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„Jetzt, wo dieser Schritt geschafft ist, können wir sehen, wie wir dieses Konzept weiter entwickeln“, erklärt der Chemiker. „Wünschenswert wäre es natürlich, wenn am Ende die Reaktion zu einem vollständigen Katalysezyklus weitergeführt werden kann.“ Allerdings wird dies wohl mit einem anderen Metall geschehen. Denn Kretschmer ergänzt: „Gallium als Element war hier ein erster Schritt. Unser Ziel ist es, schlussendlich das Metall nutzbar zu machen, das am häufigsten auf der Erde vorkommt: Aluminium.“

Originalpublikation:
Oleksandr Kysliak, Helmar Görls und Robert Kretschmer, „Cooperative Bond Activation by a Bimetallic Main-Group Complex“, Journal of the American Chemical Society, 2021, (143:1), 142–148; https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c12166

Quelle: Friedrich-Schiller-Universität Jena

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