Trippelbindning mellan bor och kol skapad för första gången

Forskare vid Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg i Tyskland har gjort ett banbrytande genombrott inom kemin genom att för första gången skapa en molekyl med en trippelbindning mellan bor och kol, en så kallad boryn1 4. Detta är särskilt anmärkningsvärt eftersom kemi tidigare har kunnat uppvisa trippelbindningar mellan alla möjliga kombinationer av de fyra elementen bor, kol, kväve och syre – förutom just mellan bor och kol4 5.

Vetenskaplig betydelse

Denna upptäckt fyller en viktig lucka i den kemiska kunskapen. Trots att stabila dubbelbindningar mellan bor och kol länge har varit kända, och trippelbindningar mellan två kolatomer eller två boratomer är välkända, har en trippelbindning mellan just bor och kol saknats1 4.

Forskningsteamet leddes av borexperten professor Holger Braunschweig och lyckades syntetisera denna nya molekyl som existerar som ett orange fast ämne vid rumstemperatur5. Röntgenkristallstrukturer bekräftade att föreningen verkligen har en trippelbindningskaraktär, med ett kortare avstånd mellan boratomerna än i föreningar med dubbelbindning2.

Tekniska utmaningar

I den nya molekylen befinner sig boratomen i en linjär anordning med kolatomer. Dr. Rian Dewhurst, medförfattare till studien, förklarar: ”I kombination med trippelbindningen är detta ungefär så obekvämt som det kan bli för bor, vilket kräver mycket speciella förhållanden”4 5. Detta förklarar varför det har tagit så lång tid att syntetisera en sådan trippelbindning för första gången.

Tidigare försök att skapa bor-bor-trippelbindningar har stött på problem där boratomerna tenderade att reagera med lösningsmedlet innan de kunde reagera med varandra2. Braunschweigs grupp löste detta genom att börja med en prekursor som redan hade en bor-bor-bindning på plats2.

Framtida tillämpningar

Forskarna är särskilt intresserade av den nya molekylens reaktivitet. ”Föreningar där enskilda atomer känner sig ’obekväma’ visar ofta en mycket intressant reaktivitet,” förklarar Maximilian Michel, doktoranden som skapade molekylen i laboratoriet4 5.

Teamet fokuserar nu på att undersöka denna reaktivitet, vilket kan leda till innovativa verktyg för kemiska synteser. Resultaten kan också vara användbara för en bättre förståelse av kemiska bindningar och strukturer4. Borinnehållande föreningar används redan i kommersiell produktion av organiska ljusemitterande dioder, och den nya föreningen kan potentiellt bli en användbar byggsten inom organiska elektroniska material2.

Dewhurst påpekar också att grundforskning som denna inspirerar andra forskare att lägga sina ansträngningar och fantasi på att syntetisera föreningar som kan verka osannolika. ”Världsförändrande framsteg uppstår ofta från dessa typer av galna idéer.” Teflon upptäcktes till exempel under forskning som ursprungligen syftade till att utveckla nya kylmedel, medan den välkända produkten superlim uppkom av en slump under försök att producera transparenta plaster1 5.

Forskningsresultaten publicerades i tidskriften Nature Synthesis den 4 mars 20255.

Related Stories

Innovativ metod för att skapa hydrogeler som kan fungera i extrema temperaturer

Artificiell fotosyntes: Forskare knäcker naturens kod för ren energi

Forskare upptäcker att vattenmolekyler vänder sig innan de splittras