Chemiker synthetisieren kleinste aromatische Ringstruktur der Geschichte

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Seit der Entdeckung des Benzolrings ist Aromatizität ein wichtiges Konzept in der Chemie. Auf der Grundlage der Struktur des Benzolrings wurden von den geschickten Händen der Chemiker eine Reihe **kleiner aromatischer Ringe** synthetisiert. Weißt du, was der kleinste aromatische Ring ist? Tatsächlich wurde der Rekord für diesen kleinsten aromatischen Ring erst kürzlich aufgestellt. Kürzlich ist ein von Professor Holger Braunschweig von der Universität Würzburg in Deutschland geleitetes Team von Chemikern erfolgreich darin gewesen, einen stabilen dreigliedrigen Ring auf Basis von Boratomen (B3-Ring) zu synthetisieren – es handelt sich dabei um den bisher kleinsten und leichtesten aromatischen Ring. Diese kleinen aromatischen Ringe können den Forschern nicht nur dabei helfen, chemische Strukturen und Bindungen besser zu verstehen, sondern haben auch gute Aussichten auf praktische Anwendungen. Diese Chemiker nutzten Natriumionen, um zwei solcher B3-Ringe auf sandwichartige Weise miteinander zu verbinden. Diese einzigartige Molekülstruktur könnte zur Herstellung von Halbleitern, Supraleitern und magnetischen Materialien verwendet werden. Die Forschungsergebnisse wurden in „Angew. Chem. Int. Ed.“ veröffentlicht. Dieses Team synthetisierte den B3-Ring – das dreiborige Cyclopropen-Dianion – durch die Reaktion von cyclohexylsubstituiertem Dichloraminboran mit Natriummetall in Dimethoxyethan als Lösungsmittel. Ergebnisse aus Berechnungschemie, Spektroskopie und elektrochemischen Untersuchungen zeigen, dass die elektronische Struktur des B3-Rings mit der klassischer aromatischer Kohlenstoffverbindungen übereinstimmt, wie dem Cyclopropenyl-Kation und Benzol. Diese neue Synthese ist „zweifellos ein großer Durchbruch und eröffnet eine neue Richtung in der Borchemie“, kommentierte Alexander I. Boldyrev von der Utah State University. Sein Forschungsteam hat in den letzten 15 Jahren viele Berechnungen zu planaren Borringe durchgeführt. Erinnern sich alle noch an die Debatte über Aromatizität, an der der Nobelpreisträger Hoffmann beteiligt war? Boldyrev gehört zur gegnerischen Fraktion. Die durch die Hückel-Regeln definierte Aromatik beschränkt sich in der Regel auf Kohlenwasserstoffverbindungen; die bisher bekannten wenigen aromatischen Ringe aus Nicht-Kohlenstoff-Elementen stammen von Elementen, die schwerer als Kohlenstoff sind. Chemiker haben schon lange vorhergesagt, dass auch ebene Borringe von B3 bis B15 oder größer aromatisch sein könnten. Forscher sind schon immer daran interessiert gewesen, Borringe zu synthetisieren. Doch die Synthese stabiler, isolierbarer Borringverbindungen stellt eine große Herausforderung dar. Die bisher erfolgreichste Methode bestand darin, mit einem Laserstrahl nur eine geringe Anzahl von Molekülen zu erzeugen, die für Untersuchungen in der Gasphase verwendet werden konnten. “Kann das Konzept und die Prinzipien der Aromatizität auf Systeme basierend auf nicht-kohlenstoffhaltigen Elementen übertragen werden? Diese Entdeckung könnte dazu beitragen, solche Diskussionen zu lösen“, sagte Boniface Fokwa von der University of California, Riverside. Im Jahr 2012 war Fokwa an der Synthese der ersten trennbaren festen Verbindung Ti7Rh4Ir2B8 mit einem planaren Borring beteiligt. “Die Entdeckung dieser neuen planaren B3-Ringverbindung deutet stark darauf hin, dass sie auch in festen Verbindungen stabil sein könnte“, sagte Fokwa. „Wir hoffen, dass wir auf dieser Grundlage spannende neue Funktionsmaterialien entdecken können.“ ”