Strategien zum Aufbau molekularer und polymerer Kohlenstoffallotrope

Abstract

Das Leben auf der Erde beruht auf Verbindungen mit einem Kohlenstoffgerüst. Bis zum heutigen Tage haben Chemiker die Welt der Biomoleküle und Biopolymere um etwa 10 7 verschiedene synthetische Moleküle und Polymere erweitert, deren Struktur ebenfalls von der Bildung stabiler CC‐Bindungen abhängt. Obwohl die Stabilität von CC‐Bindungen seit über hundert Jahren wohlbekannt ist, waren Graphit und Diamant bis vor kurzem die einzigen auf der Erde in makroskopischen Mengen verfügbaren und strukturell charakterisierten Kohlenstoffallotrope. Mit der Darstellung makroskopischer Mengen an Buckminsterfulleren C 60 und an höheren Fullerenen wie C 70, C 76, und C 78 sowie der Erforschung der faszinierenden Eigenschaften dieser Kohlenstoffkugeln hat sich diese Situation inzwischen drastisch geändert. Im Laufe der kommenden Jahrzehnte wird der Entwurf, die Darstellung und das Studium neuer molekularer und polymerer allotroper Formen des Kohlenstoffs eine zentrale Stellung in der Chemie einnehmen. Dies wird zu einer wesentlichen Vertiefung unserer grundlegenden Kenntnisse über die aus Kohlenstoff aufgebaute Materie führen und — wie die aktuelle C 60‐Forschung zeigt — völlig neue Perspektiven für technologische Entwicklungen bieten. Dieser Artikel gibt eine übersicht über organisch‐chemische Synthesestrategien für ausschließlich aus Kohlenstoff aufgebaute Moleküle und Polymere, welche strukturell von den bekannten Graphit‐ und Diamant‐Netzwerken und auch von den Fullerenen abweichen. Wir diskutieren auch die aktuelle Fullerenforschung, wobei wir besonderes Gewicht auf die Synthesestrategien legen wollen, welche zu den Fullerenen sowie deren übergangsmetallkomplexen führen.