Endlich in der Flasche

Seit der Entdeckung des ersten homoleptischen Metallcarbonylkomplexes Ni(CO)₄ vor über 130 Jahren versuchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, weitere solche für Grundlagenforschung wie Anwendung wichtige Verbindungen eines Kohlenmonoxidmoleküls mit einem Metall zu erhalten. Die letzte neue Verbindung dieses Typs, die in Flaschen gefüllt werden konnte, das Co(CO)₅-Kation, wurde 2003 vorgestellt. Jedoch haben umfangreiche Forschungsarbeiten in der Gasphase gezeigt, dass weit mehr Metallcarbonylkomplexe als die bisher bekannten existieren sollten, darunter auch das Chromhexacarbonyl-Kation. Ein Team um die Chemiker Prof. Dr. Ingo Krossing von der Universität Freiburg und Prof. Dr. Frank Breher vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) konnten nun diese Verbindung in gängigen Lösungsmitteln erhalten und als stabile Verbindung kristallin in Flaschen füllen. Ihre Ergebnisse präsentieren sie in der Fachzeitschrift Nature Communications.

„Seit über fünfzig Jahren versuchen Forschende, dieses stark untersuchte und dynamische 'floppy molecule' als eine Substanz zu erhalten, die in Flaschen gefüllt werden kann“, erklärt Krossing. Die Arbeitsgruppen aus Freiburg und Karlsruhe stellten eine Kombination aus einem starken Oxidationsmittel [NO]⁺ und einem schwach koordinierenden Anion her, welche die Oxidation von Cr(CO)₆, dem Chromhexacarbonyl, ermöglicht und haben sein raumtemperaturstabiles Radikalsalz isoliert. Normalerweise führt [NO]⁺ zu einer Koordination des freigesetzten Stickstoffmonoxids, doch dieses konnten die Forschenden mit geeigneten Reaktionsbedingungen unterdrücken. Somit gelang es ihnen schlussendlich, die stabile Verbindung, die, wie in den Versuchen festgestellt, mehrere dicht beieinanderliegende isomere Strukturen aufweist, als Lösung und Kristalle in Flaschen abzufüllen.

„Da wir für unser Verfahren Standard-Laborgeräte und Schlenk-Techniken sowie gängige Lösungsmittel verwendet haben“, so der Freiburger Professor, „ist es nun in allen chemischen Laboren anwendbar und somit eine breitere Verwendung möglich.“   

Originalpublikation:
Bohnenberger, J., Feuerstein, W., Himmel, D., Daub, M., Breher, F., Krossing, I. (2019): Stable salts of the hexacarbonyl chromium(I) cation and its pentacarbonyl-nitrosyl chromium(I) analogue. In: Nature Communiations. DOI: 10.1038/s41467-019-08517-2.