Seit 20 Jahren vorhergesagt, jetzt endlich erzeugt: Chemikern ist es erstmals gelungen, ein metallorganisches Sandwich-Molekül mit zwei verschiedenen Metallatomen im Zentrum zu synthetisieren. Damit haben sie eine ganz neue Klasse dieser chemisch vielseitig einsetzbaren Moleküle geschaffen – heterobimetallische Dimetallocene. Bei der jetzt erzeugten Verbindung liegen ein Lithium- und ein Aluminium-Atom zwischen zwei Fünfringen aus Kohlenwasserstoffen.
Ob bei der Katalyse, in der Elektrochemie oder für die Synthese spezieller Kunststoffe: Metallorganische Sandwich-Moleküle gehören schon seit gut 70 Jahren zu den wichtigsten Helfern der Chemie. Sie bestehen aus zwei flachen, ringförmigen Kohlenwasserstoffverbindungen, die ein zentrales Metallatom einschließen – wie zwei Toastscheiben den Belag. 1973 gab es für das erste dieser Metallocene, das „Ferrocen“, den Chemie-Nobelpreis.
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Sandwich mit zwei verschiedenen Füllungen
Lange ließen sich solche Sandwich-Moleküle aber immer nur mit einem einzelnen Metallatom herstellen. Erst 2004 gelang einem Forschungsteam erstmals die Synthese eines Dimetallocens mit zwei Zinkatomen zwischen den Kohlenwasserstoffringen. 2023 folgte dann eine zweite Variante mit zwei Berylliumatomen. Doch schon 2004 ergaben quantenchemische Berechnungen und Comtpuermodellierungen, dass solche Dimetallocene theoretisch auch mit zwei unterschiedlichen Metallatomen stabil sein müssten. Alle Versuche, ein solches Molekül im Labor zu erschaffen, blieben jedoch erfolglos.
Bis jetzt: Inga Bischoff und ihren Kollegen von der Universität des Saarlandes ist es nun erstmals gelungen, ein Dimetallocen mit zwei unterschiedlichen Metallatomen herzustellen. Sie banden ein Lithium- und ein Aluminiumatom zwischen zwei Kohlenwasserstoff-Fünfringe ein. „Unser heterobimetallisches Dimetallocen stellt quasi eine völlig neue Klasse von Sandwich-Molekülen dar”, erläutert Seniorautor André Schäfer.