Das dreifach deprotonierte Acetonitril-Anion CCN3– im Festkörper stabilisiert

© Franziska Jach

Der erste experimentelle Nachweis des lang gesuchten vollständig deprotonierten  Acetonitril-Anions CCN^3– gelang durch eine bemerkenswert einfache Festkörpersynthese bei 650 °C. CCN^3– bildet sich aus den üblicherweise unreaktiven Elementen Kohlenstoff und Stickstoff dank einer Metallaktivierung durch Bariumsubnitrid und Tantal. Dieser Reaktionspfad ist ungewöhnlich im Vergleich zu typischen Synthesewegen stickstoffhaltiger organischer Substanzen oder Kohlenstoffnitriden, welche reaktive Prekursoren wie zum Beispiel Ammoniak für die C–N Bindungsbildung benötigen.

Franziska Jach gelang die Stabilisierung des zu CO₂ isoelektronischen Acetonitriltriid-Anions CCN^3– im Wirtsgerüst des Nitridometallats Ba₅[TaN₄][C₂N]. Die Verbindung wurde im Rahmen einer Kooperation mit Dr. Höhn und Prof. Grins Arbeitskreis vom MPI für Chemische Physik fester Stoffe sowie mit den Arbeitskreisen von Prof. Dr. Ruck und Prof. Dr. Brunner der TU Dresden umfassend untersucht.

Ein Mix aus Methoden wie Röntgenbeugung, NMR und Schwingungsspektroskopie in Kombination mit quantenchemischen Rechnungen bestätigten die Molekülstruktur des CCN^3– Anions und offenbarten eine Bindungssituation, in der die Elektronenpaare im Gegensatz zum Acetonitrilmolekül H₃C–C≡N in Richtung zweier Doppelbindungen verschoben sind.

CCN^3– ist das jüngste Beispiel elektronenreicher Anionen, deren Stabilisierung in einem Wirtsgerüst aus Nitridometallaten und Erdalkalimetallkationen gelang. Dieser Ansatz war bereits bei vorangegangenen Arbeiten zu Cyanamidanionen CN₂^2– und hoch reduzierten Cyanometallaten wie zum Beispiel [Co(CN)₃]^6– erfolgreich und entwickelt sich zunehmend zu einem vielversprechenden Stabilisierungskonzept für weitere hoch geladene Anionen.

Diese Arbeit wurde mit dem Hot Paper Status gewürdigt und kann in Angewandte Chemie abgerufen werden:

F. Jach, S. I. Brückner, A. Ovchinnikov, A. Isaeva, M. Bobnar, M. Groh, E. Brunner, P. Höhn, and M. Ruck, Angew. Chem. 2017, 129, 2965–2968; Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 2919–2922.