Physik

120 Jahre alte Grignard-Reaktion endlich gelöst

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Wenn es um Gleichungen zur Herstellung neuer Moleküle geht, ist keine wichtiger oder komplexer als die Grignard-Reaktion. Die Reaktion wird verwendet, um Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen zu synthetisieren.

Über 100 Jahre

Die Suche nach kostengünstigen Materialien und minimalen Energieressourcen für diese Reaktion stand jedoch im Mittelpunkt von mehr als 100 Jahre. Das liegt daran, dass die genaue Funktionsweise der Grignard-Reaktion nicht bekannt ist.

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All dies kann sich nun ändern, da ein Durchbruch erzielt wurde, der uns hilft, die Funktionsweise der Grignard-Reaktion zu verstehen, wie von Phys.Org berichtet. Wenn wir uns endlich damit auseinandersetzen, werden wir möglicherweise Wege finden, es zu verbessern.

Es war 120 Jahre Vor einiger Zeit ermöglichte die Grignard-Reaktion erstmals die maßgeschneiderte Bildung von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen - eine Reaktion, die seitdem untersucht, aber nie vollständig verstanden wurde.

Vor fünf Jahren beschlossen Professor Odile Eisenstein und Professor Michele Cascella, das Problem genauer zu betrachten und mithilfe von Computersimulationen anzugehen.

Sie modellierten sowohl das Reagenz als auch das Lösungsmittel und konnten die verschiedenen chemischen Spezies während des Schlenk-Gleichgewichts nachweisen. Sie entdeckten, dass der gesamte Prozess durch Lösungsmittelmoleküle bestimmt wird, die sich mit den Magnesiumatomen verbinden oder von diesen ablösen.

Als sich herausstellte, dass es sich bei dem Grignard-Reagenz nicht um eine genau definierte Verbindung handelt, sondern um einen sich ständig verändernden Tänzer, wurde es nun möglich, die Reaktion zu untersuchen.

Nicht durch die physische Realität eingeschränkt

"Einer der Vorteile einer Computerstudie besteht darin, dass Sie nicht durch die physikalische Realität eingeschränkt sind, sondern systematisch mehrere Hypothesen testen und feststellen können, welche nur a posteriori die beste ist", sagte er Phys.Org Cascella.

Durch die Verwendung von Computersimulationen mit quantenchemischen Daten auf hoher Ebene konnten eine Reihe von Schlüsselpunkten ermittelt werden. "Was immer als Grignard-Reaktion bekannt war, ist in Wirklichkeit eine Gruppe von Reaktionen, die gleichzeitig in derselben Probe ablaufen", erklärte Cascella.

Und dies ist nur der Anfang ihrer Arbeit.

"Wir haben gerade die Oberfläche zerkratzt", sagte Eisenstein. "Es ist seit langem bekannt, dass die metallorganischen Reaktionen mit einer Vielzahl von Additiven wie Salzen, Derivaten anderer Metallverbindungen usw. verstärkt werden können. Additive können eine Reaktion schneller und sauberer machen. Allerdings weiß niemand wirklich, wie sie funktionieren. Nachdem wir die Grignard-Reaktion ausreichend verstanden haben, können wir daraus konstruieren. Sobald wir wissen, wie man einen Kuchen backt, können wir ihn schmackhafter und schöner machen. Mit anderen Worten, wir können die Rolle von Zusatzstoffen verstehen und hoffentlich , neue vorschlagen. "


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