Die Struktur von polymerem Kohlensuboxid ist nun endlich geklärt

Außer den guten Bekannten Kohlenmonoxid und Kohlendioxid bilden Kohlenstoff und Sauerstoff auch noch weitere Verbindungen, von denen das Kohlensuboxid C3O2 eine der stabilsten ist. C3O2 wurde schon 1906 entdeckt. Es ist eine gasförmige Substanz, die aus linearen Molekülen besteht, in denen alle fünf Atome in einer Reihe der Abfolge OCCCO angeordnet und über Doppelbindungen miteinander verknüpft sind. Kohlensuboxid reagiert spontan zu einem festen Polymer, einem Riesenmolekül, das aus vielen einzelnen C3O2-Bausteinen, den so genannten Monomeren, zusammengesetzt ist. Wieviele C3O2-Einheiten in einem Polymermolekül enthalten sind und wie sie genau angeordnet sind, war ein bisher noch ungelöstes Rätsel.

Bereits in den 1960iger Jahren war man mithilfe der damals zur Verfügung stehenden analytischen Verfahren zu der Vermutung gelangt, dass polymeres C3O2 eine Poly-?-Pyron-Struktur besitzt. Dies bedeutet, dass bei der Polymerisation von C3O2 ein langes Band aus miteinander verbundenen Ringen entsteht. Dafür schließen sich je zwei C3O2-Einheiten zu einem ?-Pyron-Ring aus einem Sauerstoff- und fünf Kohlenstoffatomen zusammen. Das zweite Sauerstoffatom ist über eine Doppelbindung mit einem dem Ring-Sauerstoff direkt benachbarten Kohlenstoffatom verknüpft. Das sechste Kohlenstoffatom und die beiden übrigen Sauerstoffatome sind bereits Bestandteil des unmittelbar anschließenden Ringes. Die Länge des Bandes, also die Anzahl der einzelnen C3O2-Monomere, aus denen es aufgebaut ist, war bisher noch nicht bekannt.

Erst jetzt gelang es einer Gruppe von Wissenschaftlern um M. Ballauff aus Bayreuth und J. Beck aus Bonn, die vorgeschlagene bandartige Struktur des polymeren C3O2 zu bestätigen. Mithilfe ihrer Methode, der Messung der Streuung von Röntgenlicht an einer Lösung, die das Polymere enthielt, fanden sie außerdem heraus, dass jeweils ca. 40 C3O2-Bausteine am Aufbau eines polymeren Riesenmoleküls beteiligt sind. Das Rätsel um die Struktur des polymeren Kohlensuboxids ist damit gelöst.

Kontakt:

Prof. M. Ballauff
Physikalische Chemie I
Universität Bayreuth
Universitätsstraße 30, 95440 Bayreuth
Fax: (+49) 921-55-2780
E-mail: matthias.ballauff@uni-bayreuth.de

Prof. J. Beck
Institut für Anorganische Chemie
Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
Gerhard-Domagk-Straße 1, 53121 Bonn
Fax: (+49) 228-73-5660
E-mail: j.beck@uni-bonn.de