Chemiker synthetisieren Verbindung mit monovalentem Kohlenstoff und eröffnen neue Wege in der Chemie

In einem Kooperationsprojekt haben Forscher der TU Dortmund und der Pantazis-Gruppe einen Meilenstein in der Chemie erreicht, indem sie eine organische Verbindung mit einem monovalenten Kohlenstoffatom in ihrem Grundzustand synthetisiert haben. Dieser Durchbruch erweitert die Grenzen der Kohlenstoffchemie, in der Kohlenstoffatome typischerweise vier Bindungen eingehen. Die neu synthetisierte Verbindung, Ph₃P→C, wurde durch Bestrahlung eines Diazophosphorylid-Vorläufers mit ultraviolettem Licht bei extrem niedrigen Temperaturen erzeugt, wodurch Stickstoff abgespalten wurde. Elektronenspinresonanz- und Elektron-Kern-Doppelresonanz-Studien zeigten, dass die Verbindung zwei ungepaarte Elektronen mit parallelem Spin besitzt, was auf einen Spin-Triplett-Zustand hindeutet. Quantenchemische Berechnungen bestätigten das Vorhandensein einer einzelnen dativen Bindung zwischen Phosphor und dem endständigen Kohlenstoff. Dies ist die erste bekannte chemische Spezies, bei der ein Kohlenstoffzentrum in der gleichen elektronischen Konfiguration und dem gleichen Spinzustand wie ein isoliertes Kohlenstoffatom in seinem Grundzustand existiert. Diese Entdeckung eröffnet neue Möglichkeiten für organische Reaktionen mit potenziellen Anwendungen in der Synthese, Katalyse und Materialwissenschaft.