Chemici synthetiseren verbinding met monovalent koolstof, wat nieuwe wegen opent in de chemie

In een samenwerkingsproject hebben onderzoekers van de TU Dortmund en de Pantazis-groep een mijlpaal bereikt in de chemie door een organische verbinding te synthetiseren met een monovalent koolstofatoom in de grondtoestand. Deze doorbraak verlegt de grenzen van de koolstofchemie, waarbij koolstofatomen doorgaans vier bindingen vormen. De nieuw gesynthetiseerde verbinding, Ph₃P→C, werd gecreëerd door een diazofosforylide-precursor te bestralen met ultraviolet licht bij extreem lage temperaturen, waardoor stikstof werd afgesplitst. Elektronparamagnetische resonantie- en elektron-nucleaire dubbele resonantie-studies toonden aan dat de verbinding twee ongepaarde elektronen met parallelle spin bezit, wat wijst op een spin-triplettoestand. Kwantumchemische berekeningen bevestigden de aanwezigheid van een enkele datieve binding tussen fosfor en de terminale koolstof. Dit markeert de eerste bekende chemische soort waarbij een koolstofcentrum bestaat in dezelfde elektronische configuratie en spintoestand als een geïsoleerd koolstofatoom in de grondtoestand. Deze ontdekking opent nieuwe mogelijkheden voor organische reacties, met potentiële toepassingen in synthese, katalyse en materiaalwetenschap.