Chemici Philipp Dabringhaus, Julie Willrett en Prof. Dr. Ingo Krossing van het Instituut voor Anorganische en Analytische Chemie aan de Universiteit van Freiburg zijn erin geslaagd het laagwaardige kationische aluminiumcomplex [Al(AlCp*)₃ ] ⁺ door een metathesereactie. Het team presenteert hun onderzoekswerk in het tijdschrift Nature Chemistry .

"In de chemie zijn kationische laagwaardige aluminiumverbindingen zeer gewild vanwege hun potentiële overgangsmetaalachtige ambifiele reactiviteit. Talloze eerdere pogingen om kationische laagwaardige aluminiumverbindingen te synthetiseren door oxidatieve of reductieve methoden zijn echter grotendeels mislukt," Krossing legt uit. Tot dusver, zei hij, is er slechts één voorbeeld geweest van een kationische, laagwaardige aluminiumverbinding, maar deze kan niet worden bereid door rationele synthese. "We laten nu zien dat er toch een onverwacht gemakkelijke toegang is tot laagwaardige aluminiumcomplexen met metathese", zegt Krossing. Bij metathese worden deelstructuren eenvoudig uitgewisseld tussen de reactiepartners.

Aluminium als goedkoper alternatief voor katalyse

De scheikundigen van Freiburg maakten het zout [Al(AlCp*)₃ ] ⁺ [Al(OC{CF₃ .) )₃ }₄ ] ^– van de Schnöckel-tetrameer (AlCp*)₄ , waarin aluminium al aanwezig is in de +1 oxidatietoestand. De (AlCp*)₄ reageerde met Li[Al{OC(CF₃ .) )₃ }₄ ] en het reactiemengsel veranderde onmiddellijk van geel in rood. Toen het reactiemengsel was gekristalliseerd, verkregen de wetenschappers de [Al(AlCp*)₃ ] ⁺ [Al(OC{CF₃ .) )₃ }₄ ] ^– zout als donkerpaarse kristallen. "Röntgenkristallografische, UV-spectrometrische en computationele studies wijzen op de aanwezigheid van de dimere structuur zowel in de vaste toestand als in oplossing bij hoge concentratie en lage temperatuur, maar bij lage concentratie en kamertemperatuur vormt het monomeer. Dit duidt duidelijk op ambifiele reactiviteit van het kation," zei Dabringhaus.

"Daarom kan dit zout potentieel worden gebruikt als bouwsteen voor een [:Al(L)₃ ] ⁺ zout dat, vanwege zijn kationische aard, in staat zou kunnen zijn om omkeerbare oxidatieve toevoegingen en reductieve eliminaties van kleine moleculen uit te voeren", legt Krossing uit. "Dit brengt ons een stap dichter bij ons langetermijndoel om katalyse te bereiken - momenteel gedaan met dure en zeldzame overgangsmetalen - met aluminium. Aluminium is het op één na meest voorkomende element in de aardkorst en is daartoe in principe in staat, zoals ons werk laat zien. Maar helaas zal het waarschijnlijk nog minstens 20 jaar duren voordat ons onderzoek hierop wordt toegepast." + Verken verder

Chemici ontwikkelen nieuw reagens voor de-elektronisatie