In Okinawa, Japan, op 7 juli 2025, heeft een team van onderzoekers aan het Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) een baanbrekende ontdekking gedaan. Ze hebben een stabiele 20-elektron afgeleide van ferrocene gesynthetiseerd, een op ijzer gebaseerde organometaalverbinding. Dit daagt de gevestigde 18-elektron regel uit, een hoeksteen van de organometaalchemie.
De 18-elektron regel heeft lange tijd de stabiliteit van overgangsmetaalcomplexen gedicteerd, met de suggestie dat 18 valentie-elektronen rond het metaalatoom zorgen voor optimale stabiliteit. Ferrocene, ontdekt in 1951, past perfect in deze regel. Het OIST-team, geleid door Dr. Satoshi Takebayashi, ontwikkelde een nieuw ligandsysteem om de 20-elektron ferrocene-afgeleide te stabiliseren, die eerder als onwaarschijnlijk werd beschouwd.
Deze doorbraak vergroot ons begrip van metallocenen, die een "sandwich"-structuur hebben. De extra twee valentie-elektronen in de nieuwe afgeleide introduceren onconventionele redox-eigenschappen. Dit zou de toepassingen van ferrocene in katalyse en materiaalkunde kunnen verbreden. Traditioneel waren de oxiderende toestanden van ferrocene beperkt, maar deze ontdekking kan nieuwe toestanden ontsluiten door de vorming van een Fe–N binding.
De studie, gepubliceerd in Nature Communications, omvatte samenwerkingen met wetenschappers uit Duitsland, Rusland en Japan. Deze vooruitgang zou de weg kunnen vrijmaken voor duurzame chemie, inclusief groene katalysatoren en geavanceerde materialen. Ferrocene-afgeleiden worden al gebruikt in zonnecellen, farmaceutica en medische apparaten. Deze ontdekking zou kunnen leiden tot nieuwe toepassingen en inspireren tot geheel nieuwe mogelijkheden.