Angewandte Chemie

Cover image for Vol. 127 Issue 14

Chefredakteur: Peter Gölitz, Stellvertreter: Neville Compton, Haymo Ross

Online ISSN: 1521-3757

Associated Title(s): Angewandte Chemie International Edition, Chemistry - A European Journal, Chemistry – An Asian Journal, ChemistryOpen, ChemPlusChem, Zeitschrift für Chemie


Den vollständigen Artikel und die Anschrift des Autors finden Sie in Angew. Chem 1999, 111 (18), 2894 - 2897

Poröses Polymer

Organische Feststoffe mit molekülgroßen
Poren können mehr als ihre anorganischen
Vorbilder, die "Zeolithe"

"Siedende Steine" - hinter dieser geheimnisvollen Bezeichnung stecken Mineralien, die molekülgroße Poren enthalten. Diese Feststoffe - "Zeolithe" ist die technische Bezeichnung dafür - haben ihren Namen von einem bemerkenswerten Effekt: In den Poren der ersten Zeolithe, die man in der Natur fand, saßen Wassermoleküle, die beim Erhitzen austraten und das Mineral scheinbar kochen ließen. Die Poren dieser Mineralien machen sich Chemiker seit Jahrzehnten zu Nutze. Wissenschaftler wie der taiwanesische Chemiker Kuan-Jiuh Lin versuchen nun, ähnliche Substanzen auch aus organischen Molekülen aufzubauen - diese Varianten sollen mehr können als ihre anorganischen Vorbilder.

Dank ihrer Poren haben Zeolithe viele Einsatzgebiete; so lassen manche etwa kleine Moleküle passieren, während größere - etwa Pharmawirkstoffe - in diesen "Molekularsieben" stecken bleiben. An den Porenwänden anderer Exemplare können außerdem Ionen haftenbleiben - zum Beispiel solche, die das Wasser "hart" machen. Manche der kleinen Kanäle dienen Chemikern als winzige Reaktoren; sie spielen daher auch in der chemischen Industrie eine wichtige Rolle. In Waschmitteln sorgen Zeolithe für die Wasserenthärtung.

Die organischen Zeolithe, die Lin nun hergestellt hat, haben mit Mineralien allerdings wenig gemein: Lin verknüpfte Kobalt- und Manganionen mit leicht modifizierten "Porphyrinen" - das sind scheibchenförmige Moleküle, die auch im Blutfarbstoff Hämoglobin und im Chlorophyll des Blattgrüns vorkommen. In Lins Kolben verbanden sich diese Teilchen wie in einem Steckbaukasten zu einem ausgedehnten räumlichen Netzwerk, dessen hervorstechendste Eigenschaft lange, ausgedehnte Kanäle und Poren sind, die denen der anorganischen Mineralien gleichen. Robust sind die neuen Zeolithe auch: Sie überstehen sogar 200 Grad Celsius heißes, siedendes Rohöl.

Anders als bei den anorganischen Vertretern der "siedenden Steine" lassen sich die organischen Zeolithe durch Modifikation der Porphyrinbausteine aber schnell und einfach verändern. So kann man ihre Poren zum Beispiel mit einfachen Reaktionen, die bereits jeder Chemiestudent lernt, mit speziellen Beschichtungen versehen. Damit lassen sich Moleküle womöglich noch gezielter als bisher in die Poren locken - zum Beispiel die eines Alkohols, während die kleineren Wasserteilchen draußen bleiben. Die Industriechemiker freuen sich schon über ihre neue Spielwiese.

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