Amsterdamse chemici prikken organisch dogma lek

Het moet mogelijk zijn om anionen te maken van het type [X-CR₃-X]^-, waarin dus een vijfwaardig koolstofatoom verwerkt zit. Dat concluderen Matthias Bickelhaupt en collega’s (Vrije Universiteit Amsterdam) op basis van computersimulaties.

Als de zojuist in Angewandte Chemie gepubliceerde voorspellingen kloppen, dan moeten alle bestaande leerboeken over organische chemie worden gecorrigeerd. Al meer dan honderd jaar hanteren die immers het dogma dat koolstof altijd door vier elektronenparen wordt omringd, en nóóit door vijf.

Volgens Bickelhaupt wordt de ‘hypervalentie’ van koolstofatomen vooral bemoeilijkt door het geringe formaat van het atoom. Er passen gewoon geen vijf andere atomen of groepen omheen. Van siliciumatomen is al langer bekend dat ze wél hypervalentie kunnen vertonen, bijvoorbeeld in [Cl-SiH₃-Cl]^-. Maar in [Cl-CH₃-Cl]^- is het koolstofatoom niet echt hypervalent en bungelt een van de Cl-kernen er maar zo’n beetje bij.

De berekeningen laten nu echter zien dat het in een andere samenstelling, en onder bepaalde condities, wél kan. Bijvoorbeeld als de R-groepen cyanidegroepen zijn en de X-en astaatatomen, de meest volumineuze halogenen uit het Periodiek Systeem. Die vijf vormen dan samen een trigonale bipiramide (denk aan twee tetraëders tegen elkaar) met het C-atoom in het midden.

Volgens de Amsterdammers komt het neer op het ‘bevriezen’van de S_n2-overgangstoestand, die normaal gesproken het instabiele kantelpunt halverwege een chemische reactie vormt.

Het wachten is nu op iemand die [At-C(CN)₃-At]^- daadwerkelijk weet te synthetiseren.

bron: VU