Goldene Nano-Krone

Zusammengehalten über Metall-Metall-Kontakte: Großer Ring mit 36 Goldatomen

Eine „goldene Krone“ von nur wenigen Nanometern Durchmesser haben chinesische Forscher kürzlich geschaffen. Es handelt sich dabei um ein großes ringförmiges Molekül, das 36 Goldatome enthält. Die Herren der Ringe, ein Team aus Wissenschaftlern von Universitäten in Peking, Hong Kong und Nanjing, berichten in der Zeitschrift Angewandte Chemie, was das Besondere daran ist: Das molekulare Gebilde wird ausschließlich über Gold-Gold-Bindungen zum Ring verbunden und ist damit das bisher größte Ringsystem aus Goldatomen.

Große Molekül-Ringe faszinieren Chemiker bereits seit über 40 Jahren – seit der Entdeckung der Kronenether 1967. Die Pioniere auf diesem Gebiet, C. J. Pederson, J.-M. Lehn und D. J. Cram, erhielten 1987 den Nobelpreis für ihre Entdeckung. Inzwischen spielen große molekulare Ringe eine wichtige Rolle bei der Suche nach neuen funktionellen Materialien und in der Nanotechnologie. Die Synthese von Ringen, die durch reine Metall-Metall-Bindungen zusammengehalten werden, ist bisher allerdings immer noch eine Herausforderung.

Kleine Ringe aus einfach positiv geladenen Goldatomen sind schon länger bekannt, aber erst kürzlich war es dem chinesischen Team gelungen, einen Ring aus 16 Goldatomen herzustellen. Nun stellen die Forscher um Shu-Yan Yu, Yi-Zhi Li und Vivian Wing-Wah Yam ein weiteres Mitglied dieser Verbindungsklasse vor, den bis dato größten Goldring, der über Gold-Gold-Bindungen zusammengehalten wird: Ein Ringsystem, das 36 einwertige Goldatome enthält.

Für ihre Synthese gehen die Forscher zunächst von einem Ring aus, der sechs Goldatome enthält. Drei Goldatome sind darin zu einem Dreieck miteinander verknüpft. Jedes dieser Goldatome trägt ein weiteres Goldatom, das von der Dreicksspitze nach außen ragt. Drei organische Liganden sind so an dieses flache Doppel-Dreieck gebunden, dass ein Molekül entsteht, dessen Form an einen dreiflügeligen Propeller erinnert.

Sechs solcher „Propeller“ lassen sich in einem Selbstorganisationsprozess zu einem großen Ring verbinden. Die Gold-Atome sind in diesem Ring in einer Form angeordnet, die an eine Krone erinnert: Sechs Doppeldreiecke sind über je zwei Spitzen ringförmig untereinander verknüpft. Ihre freien Doppelspitzen weisen nach außen. Dabei ragen sie immer abwechselnd nach oben und nach unten aus der Ringebene heraus.

Quelle: Angewandte Chemie

Weitere Infos:

• Autor: Shu-Yan Yu, Renmin University of China, Beijing (China), http://chem.ruc.edu.cn/readnews.asp?newsid=338

• Titel: Au36 Crown: A Macrocyclization Directed by Metal–Metal Bonding Interactions
  Angewandte Chemie 2008, 120, No. 24, doi: 10.1002/ange.200801001