In de VS is een organometaalcomplex gesynthetiseerd dat tegelijk zowel blauwe als oranje kristallen kan vormen. Kwestie van een agostische interactie die op twee manieren kan uitpakken, schrijven onderzoekers van het Pacific Northwest National Laboratory in Angewandte Chemie.

Zo’n agostische interactie treedt vrij vaak op in complexen waar een overgangsmetaal in zit. Een lege d-orbitaal van het metaalion zuigt deels de twee elektronen van een C-H binding op. Het resultaat is een ‘3-center-2-elektronbinding’. De betrokken C en H worden hierdoor ook dichter tegen de metaalkern aan getrokken, waardoor het hele complex van vorm verandert.

Het idee van de Nederlandse postdoc Edwin van der Eide was om zo’n agostische interactie te gebruiken om de katalytische werking van een organomolybdeencomplex tijdelijk uit te schakelen. De C en de H zouden dan de metaalkern moeten afschermen totdat de interactie op de een of andere manier ongedaan werd gemaakt.

Om te zien welk agostisch complex hij precies had gekregen, wilde hij het laten uitkristalliseren teneinde röntgenkristallografie te kunnen doen. Tot zijn stomme verbazing vormde de violette oplossing toen oranje kristallen onderin de kolf, en blauwe bovenin.

Loste hij de kristallen opnieuw op, dan leverden zowel de blauwe als de oranje precies dezelfde violette vloeistof op. En bij opnieuw uitkristalliseren kwamen wéér zowel blauwe als oranje kristallen uit.

De kristallografie-analyse liet zien wat er gebeurt. Er kunnen zich twee verschillende agostische interacties voordoen, waarbij verschillende C-H bindingen zijn betrokken. Ze vormen zich allebei ongeveer even vaak, en zolang de oplossing vloeibaar blijft gaan beide vormen gemakkelijk in elkaar over. Maar zodra zich kristallen beginnen te vormen zoekt soort soort, zodat elk kristal maar uit één van beide mogelijke vormen wordt opgebouwd. En die zijn verschillend genoeg om een ander kleurtje op te leveren.

Dat de blauwe kristallen bovenin zitten en de oranje onderin, zal wel met verschillende dichtheden te maken hebben.

Het praktische nut zit vooral in het verbeterde begrip van agostische interacties, dat het proefje heeft opgeleverd.

bron: Pacific Northwest National Laboratory