Végre megfigyelték a kettős gyűrűeltolódású köztest
A legismertebb metallocén, a ferrocén – melynek felfedezése kémiai Nobel-díjat is hozott – vasatomja két, öt szénből álló gyűrű közé zárva helyezkedik el. Általános szabály, hogy az ilyen stabil átmenetifém-komplexek 18 elektront tartalmaznak. Az Okinawa Institute of Science and Technology kutatócsoportja éppen azzal kísérletezett, hogy túllépje a hagyományos 18 elektronos szabályt, és tavaly sikerült is 20 elektronos ferrocén-származékokat előállítaniuk. Ugyanakkor, amikor ruténiumot használtak, végül mégis a szokásos, 18 elektronos termékek képződtek.
Meglepő fordulatként ruténiumos reakciójukban sikerült izolálni és kristályszerkezeti vizsgálatokkal jellemezni egy nagyon ritka, úgynevezett kettős gyűrűeltolódású köztes állapotot. Ilyenkor mindkét gyűrű csak egy-egy szénatomjával kötődik a fémhez, ahelyett, hogy mind az öt szénatom érintkezne. Ez az első alkalom, hogy ilyen szerkezetet molekuláris szinten teljesen feltérképeztek.
Új lehetőségek az anyagtudományban
A kutatócsoport NMR, tömegspektrometria és számítógépes modellezés segítségével részletesen feltárta a reakciók menetét, így egy újabb, egyszeres gyűrűeltolódású köztes állapot is azonosíthatóvá vált. Ez arra utal, hogy a szendvics-szerkezetű molekulák keletkezése és átalakulása jóval többlépcsős, mint korábban gondolták.
Az új eredmények révén most pontosabban tervezhetők olyan metallocén-alapú anyagok, amelyek tulajdonságai igény szerint beállíthatók – legyen szó gyógyszerátadásról, katalizátorokról vagy érzékelőkről. A felfedezés új lendületet adhat mind az anyagtudománynak, mind a kémiának, sőt az orvostudománynak is.
