Erstes isoliertes Nitren: Bremer Forscher revolutionieren Chemie

Wissenschaftler der Uni Bremen haben einen bedeutenden Durchbruch erzielt: Zum ersten Mal gelang es, ein Nitren zu isolieren. Diese chemische Verbindung galt bislang als zu instabil, um isoliert zu werden. Die Ergebnisse der Forschung wurden in der Fachzeitschrift „Science“ veröffentlicht. Professor Jens Beckmann, der das Forschungsteam leitet, kommentiert den Erfolg mit den Worten: „Unsere Entdeckung ist ein Meilenstein für die Chemie. Wir müssen nun die Lehrbücher umschreiben.“

Beckmann erläutert weiter, dass es den Forschern gelungen ist, diese reaktive Verbindung im Labor zu stabilisieren. „Wir haben bewiesen, dass Nitrene unter den richtigen Bedingungen kontrolliert werden können. Dies eröffnet nicht nur neue Perspektiven für die Chemie, sondern könnte auch zur Entwicklung neuer Katalysatorsysteme führen“, fügt er hinzu.

Forscher der Uni Bremen bauen Schutzschild und isolieren Nitren

Ein Nitren bleibt normalerweise nur für winzige Nanosekunden stabil, da es extrem schnell mit anderen Stoffen reagiert. Das Team der Universität Bremen fand jedoch eine Möglichkeit, das reaktive Stickstoffatom zu schützen. Dabei setzten sie auf einen Mechanismus, den Chemiker als kinetische Stabilisierung bezeichnen. Mit einer Art Schutzschild aus zwei „Wänden“ gelang es, das Stickstoffatom vor äußeren Einflüssen abzuschirmen. So konnte die Verbindung erstmals isoliert werden.

Die genaue Struktur des Nitren wurde anschließend mit einer speziellen Röntgenstrukturanalyse untersucht. Diese zeigte, dass das Stickstoffatom in der isolierten Verbindung nur mit einem Kohlenstoffatom verbunden ist. Das ist äußerst ungewöhnlich, da Stickstoff normalerweise drei Bindungen eingeht. Professor Beckmann erklärte: „Diese einzigartige Struktur führt zu einem elektronischen Triplett-Grundzustand, der dem Nitren besondere magnetische Eigenschaften verleiht.“

Nitrene könnten Katalysatorforschung verändern

Die Entdeckung der Uni Bremen könnte nicht nur in der Grundlagenforschung, sondern auch in der Industrie weitreichende Folgen haben. Stabile Nitrene könnten als neuartige Liganden in homogenen Katalysatoren eingesetzt werden, was die Effizienz chemischer Prozesse erheblich steigern und Energie sparen könnte.

Laut Beckmann war der interdisziplinäre Ansatz an der Universität Bremen entscheidend für den Erfolg. „Ohne die enge Zusammenarbeit mit den Geo- und Materialwissenschaften hätten wir die magnetischen Eigenschaften des Nitren nicht vollständig verstehen können“, betont er. Neben Beckmann sind auch die Wissenschaftler Marvin Janssen, Thomas Frederichs, Marian Olaru, Enno Lork und Emanuel Hupf an der Studie beteiligt.

Was du dir merken solltest:

• Wissenschaftler der Uni Bremen isolierten erstmals ein Nitren, indem sie das reaktive Stickstoffatom durch kinetische Stabilisierung vor äußeren Einflüssen schützten.
• Diese Methode ermöglichte es, die ungewöhnliche Struktur des Nitrens zu untersuchen und seine einzigartigen magnetischen Eigenschaften zu entdecken.
• Mit dieser Entdeckung schaffen die Forscher neue Potenziale für die Entwicklung innovativer Katalysatoren in der Chemie.

Bild: © Annemarie Popp / Uni Bremen