Wissenschaftler*innen der Freien Universität Berlin und der Johns Hopkins University aus den USA haben erstmalig die Struktur eines organischen Fluoroniums aufgeklärt. In diesen bisher als „unmöglich“ angesehenen positiv geladenen Molekülen sitzt ein Fluoratom symmetrisch zwischen zwei Kohlenstoffzentren. Für das elektronegativste und schwer zu polarisierende Element Fluor hatte man bisher in ähnlichen Verbindungen die Existenz eines schnell äquilibrierenden klassischen, asymmetrischen Carbokations vorhergesagt, obwohl spektroskopische Studien erst kürzlich Hinweise auf eine symmetrische Anordnung des Fluoratoms geliefert hatten. Den Forscherinnen und Forschern um Prof. Dr. Sebastian Hasenstab-Riedel vom Institut für Chemie und Biochemie der Freien Universität sowie den beteiligten Wissenschaftlern der Johns Hopkins University ist es nun erstmals gelungen, die Kristallstruktur eines symmetrischen [C–F–C]+-Fluoroniumkations zweifelsfrei zu belegen. Die Ergebnisse wurden am Montag in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.

Neben der Synthese und kristallographischen Charakterisierung als entsprechendes Salz wurden erstmals Schwingungsspektren aufgenommen und eine detaillierte Analyse der Bindungssituation mittels hochgenauer quanten-chemischer Berechnungen durchgeführt. „Diese Analyse ermöglichte interessante Einblicke in diese ungewöhnliche Molekülstruktur“, erläutert Prof. Dr. Sebastian Hasenstab-Riedel. Die Arbeit erlaube ein tieferes Verständnis der Natur der chemischen Bindungen in fluorierten Systemen.“ Die Erforschung solcher fluorierten Verbindungen, die eine große Rolle im Alltag spielen, und der darin wirkenden Wechselwirkungen ist Gegenstand des an der Freien Universität ansässigen Sonderforschungsbereich 1349 „Fluor-Spezifische Wechselwirkungen“.

Weitere Informationen

Prof. Dr. Sebastian Hasenstab-Riedel, Institut für Chemie und Biochemie der Freien Universität Berlin, Telefon: 030 / 838-68758 und -59860, E-Mail: s.riedel@fu-berlin.de

Publikation

Kurt F. Hoffmann, Anja Wiesner, Carsten Müller, Simon Steinhauer, Helmut Beckers, Muhammad Kazim, Cody Ross Pitts, Thomas Lectka, Sebastian Riedel, Nature Communications 2021, DOI: 10.1038/s41467-021-25592-6