Japanischen Chemikern ist es gelungen, kurzlebige Carbene, die bei Reaktionen mit Kohlenstoffverbindungen entstehen können, chemisch so zu verändern, dass ihre Halbwertszeit bei Raumtemperatur auf 19 Minuten anstieg. Eine Weiterentwicklung zu vollkommen stabilen Verbindungen würde die Herstellung von magnetischen organischen Materialien ermöglichen, berichtet das Fachmagazin Nature.
Die so genannten Carbene entstehen, wenn von den vier Bindungen, die ein Kohlenstoffatom eingeht, zwei aufgebrochen werden. Das Carben der Forscher hat also zwei einzelne, ungepaarte Elektronen am Kohlenstoffatom. Da die beiden einsamen Elektronen danach streben, sich zu binden, sind solche Carbene sehr reaktiv. Oft dauert es nur einen winzigen Sekundenbruchteil, bis sie von Luft, Wasser oder einem anderen Molekül angegriffen und zerstört werden.
Hideo Tomioka und seine Kollegen von der japanischen Mie-Universität konnten die Halbwertszeit der Carbene nun drastisch verlängern, indem sie die beiden ungepaarten Elektronen vor angreifenden Molekülen abschirmten: Sie setzten voluminöse, sperrige Gruppen an das Kohlenstoffatom. Diese Gruppen schützen die Elektronen am Kohlenstoff vor angreifenden Verbindungen wie die Stacheln eines Igels vor Feinden schützen. Als voluminöse Gruppe nahmen die Chemiker ein großes aromatisches System, dass den Elektronen erlaubt, darin umherzuflitzen. So sind sie zugleich überall und nirgendwo ? eine Strategie, die vor angreifenden Molekülen optimal schützt.
Axel Tillemans
