Fundamentales Problem der organischen Chemie gelöst

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Chemnitzer Chemiker weisen lange gesuchte chemische Verbindung nach

Prof. Dr. Johannes Teichertt, Inhaber der Professur für organische Chemie an der Technischen Universität Chemnitz, sein Wissenschaftlicher Mitarbeiter Trung Tran Ngoc und sein Team  berichten in „Nature Chemistry“ (open access)über die seit mehr als 70 Jahren nur vermutete und nun nachgewiesene „neutrale homoaromatische Verbindung“. Die Erkenntnis ist ein Meilenstein für die organische Chemie, denn seit mehr als 70 Jahren konnten Chemikerinnen und Chemiker die Existenz dieser Molekülklasse lediglich vermuten. Der praktische Nachweis fehlte bislang.

Labor – Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft, für Solarify

„Mit dieser bahnbrechenden Entdeckung konnten wir ein fundamentales Problem der Chemie lösen und erstmals nachweisen, dass es die lange angenommenen aber nie nachgewiesenen neutralen homoaromatischen Verbindungen in der organischen Chemie überhaupt gibt“, sagt Teichert. „Das ist nicht weniger als ein Durchbruch für die organische Chemie – auch, weil wir diese Verbindungen zum ersten Mal mit ihren individuellen Eigenschaften charakterisiert haben“, so Teichert weiter.

Die von Teichert und seinem Team nun hergestellten homoaromatischen Moleküle können zum Beispiel als „Ersatzbausteine“ für klassische aromatische Moleküle genutzt werden. Damit ergeben sich ganz neue Kombinationsmöglichkeiten und damit auch Ansätze, um zum Beispiel neue Materialien oder Wirkstoffe in der Medizin zu entwickeln.

Erstmals stabil hergestellt und gezielt veränderbar

Während klassische aromatische Moleküle mit ihrem zyklischen Aufbau durch eine kreisförmige Bewegung der Elektronen gekennzeichnet sind, ist dieser Ring bei homoaromatischen Verbindungen unterbrochen. Werden jedoch die reaktiven Enden des Moleküls in einer exakten Geometrie gehalten, baut sich die Kreisbewegung der Elektronen auch ohne eine „echte“ Bindung auf. Diese Verbindung der Moleküle jenseits einer klassischen chemischen Bindung sei eine besondere Eigenschaft der von Teichert und seinem Team hergestellten Homoaromaten: „Damit können wir nun zum ersten Mal die molekularen Wechselwirkungen innerhalb der homoaromatischen Verbindungen erforschen und vor allem systematisch verändern“, sagt Teicherts Mitarbeiter Trung Tran Ngoc. „Durch die Stabilität der Verbindung können wir das Konzept der Homoaromatizität nun intensiv erforschen und so auch besser verstehen“, ergänzt Teichert.

Photochemische Schalter ermöglichen neue Forschungswege u. a. in der Biomedizin

Mit der Entdeckung dieser neuen Form chemischer Verbindungen geht auch ein neuer Typ photochemischer Schalter einher. Sogenannte „Photoschalter“ spielen unter anderem in der Medizin und Biomedizin eine wichtige Rolle. Durch diese Schalter können zum Beispiel Wirkstoffe im menschlichen Körper gezielt von außen durch Licht angeregt und so deren Wirkung an Ort und Stelle aktiviert und untersucht werden.

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