Struktur von polymerem Kohlensuboxid geklärt

02.11.2004

Das Kohlensuboxid C3O2, neben Kohlenmonoxid und Kohlendioxid eine der stabilsten Kohlenstoff-Sauerstoff-Verbindungen, wurde bereits 1906 entdeckt. Dabei handelt es sich um eine gasförmige Substanz, die aus linearen Molekülen besteht, in denen alle fünf Atome in einer Reihe der Abfolge OCCCO angeordnet und über Doppelbindungen miteinander verknüpft sind. Kohlensuboxid reagiert spontan zu einem festen Polymer, einem Riesenmolekül, das aus vielen einzelnen C3O2-Bausteinen, den so genannten Monomeren, zusammengesetzt ist. Unklar war bislang, wieviele C3O2-Einheiten in einem Polymermolekül enthalten sind und wie diese genau angeordnet sind.

Bereits in den 1960iger Jahren waren Wissenschaftler mithilfe der damals zur Verfügung stehenden analytischen Verfahren zu der Annahme gelangt, dass polymeres C3O2 eine Poly-alpha-Pyron-Struktur besitzt. Dies bedeutet, dass bei der Polymerisation von C3O2 ein langes Band aus miteinander verbundenen Ringen entsteht. Dafür schließen sich je zwei C3O2-Einheiten zu einem alpha-Pyron-Ring aus einem Sauerstoff- und fünf Kohlenstoffatomen zusammen. Das zweite Sauerstoffatom ist über eine Doppelbindung mit einem dem Ring-Sauerstoff direkt benachbarten Kohlenstoffatom verknüpft. Das sechste Kohlenstoffatom und die beiden übrigen Sauerstoffatome sind bereits Bestandteil des unmittelbar anschließenden Ringes. Die Länge des Bandes, also die Anzahl der einzelnen C3O2-Monomere, aus denen es aufgebaut ist, war bisher noch nicht bekannt.

Erst jetzt gelang es einer Gruppe von Wissenschaftlern um M. Ballauff aus Bayreuth und J. Beck aus Bonn, die vorgeschlagene bandartige Struktur des polymeren C3O2 zu bestätigen. Mit ihrer Methode, der Messung der Streuung von Röntgenlicht an einer Lösung, die das Polymere enthielt, fanden die Forscher zudem heraus, dass jeweils ca. 40 C3O2-Bausteine am Aufbau eines polymeren Riesenmoleküls beteiligt sind.

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