Các nhà hóa học tổng hợp hợp chất với cacbon đơn hóa trị, mở ra những con đường mới trong hóa học

Trong một dự án hợp tác, các nhà nghiên cứu từ TU Dortmund và Nhóm Pantazis đã đạt được một cột mốc quan trọng trong hóa học bằng cách tổng hợp một hợp chất hữu cơ có nguyên tử cacbon đơn hóa trị ở trạng thái cơ bản. Bước đột phá này mở rộng ranh giới của hóa học cacbon, trong đó các nguyên tử cacbon thường tạo thành bốn liên kết. Hợp chất mới được tổng hợp, Ph₃P→C, được tạo ra bằng cách chiếu xạ tiền chất diazophosphorylide bằng tia cực tím ở nhiệt độ cực thấp, khiến nitơ tách ra. Các nghiên cứu cộng hưởng thuận từ điện tử và cộng hưởng kép điện tử-hạt nhân cho thấy hợp chất này có hai electron chưa ghép cặp với spin song song, cho thấy trạng thái bộ ba spin. Các tính toán hóa học lượng tử đã xác nhận sự hiện diện của một liên kết cho duy nhất giữa phốt pho và cacbon đầu cuối. Điều này đánh dấu loài hóa học được biết đến đầu tiên, trong đó một trung tâm cacbon tồn tại trong cùng cấu hình điện tử và trạng thái spin như một nguyên tử cacbon bị cô lập ở trạng thái cơ bản của nó. Khám phá này mở ra những khả năng mới cho các phản ứng hữu cơ, với các ứng dụng tiềm năng trong tổng hợp, xúc tác và khoa học vật liệu.