Chemnitzer Chemiker streben nach Rekorden

„Der Syntheseaufwand ist sehr groß, da man viele Stufen durchlaufen muss, was sehr viel Zeit in Anspruch nimmt“, erklärt Prof. Dr. Heinrich Lang eine der Herausforderungen, denen sich sein Team der Professur Anorganische Chemie an der TU Chemnitz bei der Erzeugung neuer heteromultimetallischer Verbindungen stellen muss.

Bei diesen Verbindungen handelt es sich um Moleküle, in denen unterschiedliche Übergangsmetallatome über kohlenstoffreiche Brückenliganden miteinander verknüpft sind. Sieben unterschiedliche Übergangsmetallatome haben die Chemnitzer Chemiker bislang miteinander verknüpft, insgesamt umfasst ihr Molekül 14 verschiedene Elemente des Periodensystems der Elemente. „Das ist einzigartig in der Chemielandschaft“, schätzt Prof. Lang ein.

Heteromultimetallische Verbindungen stellen nicht nur eine Herausforderung in ihrer Synthese dar, sondern auch in ihrer Charakterisierung. „Dabei kommt das gesamte Repertoire der analytischen Chemie zum Tragen“, so Lang. Die Wissenschaftler versuchen unter anderem zu verstehen, ob und wie die einzelnen Atome innerhalb des neu erschaffenen Moleküls miteinander kommunizieren. Die Chemnitzer Arbeitsgruppe beschäftigt sich seit neun Jahren mit heteromultimetallischen Verbindungen.

Begonnen hat die Serie von Rekorden mit vier unterschiedlichen Metallatomen in einem Molekül im Jahre 1999. In weiterführenden Arbeiten konnte Rico Packheiser im Rahmen seiner Diplom- und Doktorarbeit, basierend auf früheren Arbeiten von Wolfgang Frosch und Stephan Back, Jahr für Jahr diese neue Klasse an Verbindungen bereichern. „Er addierte immer weitere verschiedene Übergangsmetalle – analog einem Molekülbaukastenprinzip – zu immer größeren Molekülen und erschuf damit eine für Chemiker ästhetisch anmutende Verbindungsklasse“, berichtet Lang.

„Wir arbeiten zusammen mit Arbeitsgruppen unter anderem aus Frankreich, Südafrika und England. Diese Kooperationen sind notwendig geworden, um Moleküle dieser Zusammensetzung besser verstehen zu können“, sagt Lang und ergänzt: „Dennoch handelt es sich bei diesem Forschungsgebiet um ein Alleinstellungsmerkmal der TU Chemnitz. Die Darstellung dieser Moleküle ist uns nur durch die in Chemnitz vorhandene exzellente Infrastruktur gelungen, sowohl was die Laborausstattung anbelangt als auch die Geräteausstattung im analytisch-spektroskopischen Bereich.“ Derzeit arbeitet die Chemnitzer Arbeitsgruppe an der Synthese eines heterooktametallischen Komplexes: Acht verschiedene Übergangsmetallatome – Eisen, Ruthenium, Osmium, Rhenium, Platin, Kupfer, Titan und Molybdän – wollen die Wissenschaftler verbinden.

„2007 waren wir mit einem heterotetrametallischen Molekül auf dem Titelblatt von Organometallics, einer international führenden Zeitschrift auf dem Gebiet der metallorganischen Chemie. Zudem wurden wir von verschiedenen Zeitschriften aufgefordert, Übersichtsartikel zu schreiben. Und wir haben ein Buchkapitel verfasst, das im Werk 'Organometallic Chemistry – Research Perspective' von Richard P. Irwin erscheint. All das zeigt: Das Gebiet entwickelt sich!“, berichtet Lang. Finanziell gefördert wurde die bisherige Forschung der Chemnitzer durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft und den Fonds der Chemischen Industrie.

Weitere Informationen erteilt Prof. Dr. Heinrich Lang, Telefon 0371 531-21210, E-Mail heinrich.lang@chemie.tu-chemnitz.de