Aromatizität: Eines der wichtigsten Konzepte der Chemie steckt in der Krise

Unser Verständnis von Aromatizität, einem Konzept, das dem Leben selbst zugrunde liegt, ist ins Chaos gestürzt. Doch aus der Asche sind leistungsstarke neue Werkzeuge entstanden, darunter aufgeladene Solarzellen und ein Jekyll-and-Hyde-Material, das durch „Antiaromatizität“ angetrieben wird.

Von James Mitchell Crow

10. Juli 2023

Im Jahr 1862 nickte ein Chemiker vor einem Feuer ein und begann zu träumen. August Kekulé beschäftigte sich mit der damals drängendsten Frage seines Fachgebiets: Wie war die chemische Struktur einer merkwürdigen Verbindung namens Benzol? Während Kekulé schlummerte, tanzten die Atome in seinem Kopf und organisierten sich zu der Vision einer Schlange, die ihren eigenen Schwanz frisst. Das war es! Die Kohlenstoffatome von Benzol waren ringförmig miteinander verbunden.

Es ist vielleicht nicht ganz so dramatisch, wie Archimedes nackt durch die Straßen rennt, aber auf seine Art war es ein Aha-Moment. Es stellte sich heraus, dass Benzol der Archetyp einer Verbindung mit einer Eigenschaft namens Aromatizität war, die heute als eine der wichtigsten Ideen der Chemie gilt. Anstelle von Standardbindungen enthalten aromatische Moleküle dynamische, ringförmige Bindungen, die ihnen unglaubliche Stabilität und eine Reihe weiterer praktischer Eigenschaften verleihen. Zwei Drittel der bekannten Moleküle sind aromatisch, darunter Bestandteile von DNA und Proteinen, den Bausteinen des Lebens.

In letzter Zeit hat sich der Traum jedoch in einen Albtraum verwandelt. Wir haben überall neue Arten von Aromatik entdeckt – bis zu dem Punkt, dass es Dutzende konkurrierender Definitionen gibt. Es mag eines der wichtigsten Konzepte in der Chemie sein, aber niemand kann sich mehr darüber einig werden, was es bedeutet. Es sind jedoch nicht nur schlechte Nachrichten. Die Verwirrung hat Chemiker dazu veranlasst, intensiv über Aromatizität nachzudenken, und dies hat zu einer Reihe neuer Ideen geführt, wie wir sie nutzen können.

Chemie ist die Wissenschaft von Atomen, Bindungen und Molekülen und die Kunst, diese Moleküle dazu zu bringen, mit einem zu reagieren …