Wissenschaftler fordern Änderungen in Chemielehrbüchern, nachdem sie herausgefunden haben, dass ein grundlegender Aspekt der strukturellen organischen Chemie fast 100 Jahre lang falsch beschrieben wurde.
Das Team der School of Chemistry der Universität Cardiff widerspricht der seit langem vertretenen Annahme, dass Alkylgruppen – eine chemische Gruppe, die aus in einer Kette angeordneten Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen besteht – Elektronen an andere Teile eines Moleküls abgeben.
Stattdessen zeigen ihre Untersuchungen, dass Alkylgruppen tatsächlich Elektronen vom Rest des Moleküls wegziehen, was sie im Vergleich zu Wasserstoff elektronenziehend macht.
Das Cardiff-Team nutzte fortschrittliche Rechenmethoden, um die Verteilung von Elektronen in Molekülen mit Alkylgruppen zu analysieren.
Ihre Erkenntnisse, veröffentlicht im Tagebuch Organische und biomolekulare Chemiestürzen fast 100 Jahre Dogma auf dem Gebiet der organischen Chemie. Der Artikel trägt den Titel „Alkylgruppen in organischen Molekülen sind NICHT induktiv elektronenfreisetzend.“
Der Hauptautor Dr. Mark Elliott von der School of Chemistry der Cardiff University sagte: „Diese Informationen über den sogenannten induktiven Effekt von Alkylgruppen finden sich in jedem Lehrbuch der organischen Chemie und werden zur Erklärung einer ganzen Reihe von Eigenschaften von Molekülen verwendet.“
„Es stellt sich heraus, dass das falsch ist, und dass Alkylgruppen im Vergleich zu Wasserstoff tatsächlich elektronenziehend sind. Es ist wichtig, dass Chemiker das Ausmaß und die Richtung der induktiven Effekte von Alkylgruppen verstehen, damit sie alle anderen Effekte in den richtigen Zusammenhang bringen können.“
Die Verteilung der Elektronen innerhalb von Molekülen ist für die Chemie von zentraler Bedeutung und beeinflusst alle Aspekte der chemischen Reaktivität.
Einige Teile eines Moleküls geben auf verschiedene Weise Elektronen an andere Teile ab, am einfachsten durch einen induktiven Effekt.
Dr. Elliott fügte hinzu: „Da man mir immer beigebracht hatte, dass Alkylgruppen induktiv Elektronen spenden, war ich vor ein paar Jahren ziemlich überrascht, als ich anfing, Zweifel zu haben. Es gibt einige Daten, die für mich einfach keinen Sinn ergaben.“
„Also habe ich mir die Fachliteratur angeschaut und es stellte sich heraus, dass einige andere Leute im Laufe der Jahre ebenfalls Zweifel hatten, aber ihre Arbeit hatte keinen großen Einfluss auf die Änderung der akzeptierten Position. Unsere Studie liefert die harten Daten, die nötig sind, um die Argumente zu untermauern.“ .
„Da die Informationen in allen Lehrbüchern falsch sind, müssen sie korrigiert werden, was eine ziemlich große Sache ist, und ich kann mich nicht erinnern, dass dies jemals passiert ist.“
Weitere Informationen:
Mark C. Elliott et al., Alkylgruppen in organischen Molekülen sind NICHT induktiv elektronenfreisetzend, Organische und biomolekulare Chemie (2024). DOI: 10.1039/D4OB01572J