Kemister vid Saarland University har skapat pentasilacyclopentadienide, en kiselanalog till en stabil aromatisk förening, vilket avslutar årtionden av misslyckade försök. Genombrottet, publicerat i Science, ersätter kolatomer med kisel i en fematomsringstruktur. Denna prestation öppnar potential för nya material och katalysatorer i industrin.
I nästan 50 år har forskare världen över jagat en kiselbaserad aromatisk molekyl och stött på upprepade bakslag. Nu har ett team vid Saarland University i Tyskland lyckats syntetisera pentasilacyclopentadienide, en förening med en fematoms kiselring som uppvisar aromatisk stabilitet. David Scheschkewitz, professor i allmän och oorganisk kemi, ledde arbetet tillsammans med doktoranden Ankur och Bernd Morgenstern från universitetets röntgendiffraktionsservicecenter. Deras arbete ersätter kolatomer i cyclopentadienid – en plan femkolring känd för sin exceptionella stabilitet – med kislatomer. Aromatiska föreningar får sin hållbarhet från elektroner som är jämnt fördelade runt ringen, enligt Hückels regel, uppkallad efter fysikern Erich Hückel. „För att klassas som aromatisk måste en förening ha ett visst antal delokaliserade elektroner som är jämnt fördelade runt den plana ringstrukturen, och detta antal anges av Hückels regel“, förklarade Scheschkewitz. Kisels mer metalliska natur innebär att det håller elektroner mindre hårt än kol, vilket potentiellt ger föreningar med unika egenskaper. Sådana molekyler skulle kunna förbättra katalysatorer i plastproduktion. „I produktionen av polyeten och polypropen till exempel hjälper aromatiska föreningar till att göra katalysatorerna som styr dessa industriella kemiska processer mer hållbara och effektiva“, noterade Scheschkewitz. Före detta var den enda kända kiselaromatiska föreningen en treledsringsanalog till cyclopropenium, skapad 1981. Oberoende av dem producerade Takeaki Iwamotos grupp vid Tohoku University i Sendai, Japan, samma femkiselförening. Båda teamen publicerade sina resultat tillsammans i tidskriften Science (2026; 391(6785):579, DOI: 10.1126/science.aed1802). Denna utveckling markerar ett viktigt steg i kiselkemin och kan möjliggöra nya material för industriella tillämpningar.
