Verdieping

Elektrostatische katalyse

3 maart, 2016
Wnt-website
Niet alleen redoxreacties kun je katalyseren met een elektrisch veld. Met een Diels-Alderreactie lukt het bijvoorbeeld ook terwijl daarin geen elektronen worden doorgegeven, schrijven Spaanse en Australische onderzoekers in Nature. Waarbij moet worden aangetekend dat het niet gaat om een reactie in oplossing maar om afzonderlijke moleculen die …

 

Niet alleen redoxreacties kun je katalyseren met een elektrisch veld. Met een Diels-Alderreactie lukt het bijvoorbeeld ook terwijl daarin geen elektronen worden doorgegeven, schrijven Spaanse en Australische onderzoekers in Nature.

Waarbij moet worden aangetekend dat het niet gaat om een reactie in oplossing maar om afzonderlijke moleculen die met de naald van een scanning tunneling-microscoop (STM) tegen elkaar werden gedrukt.

Zo’n Diels-Alder-cycloadditie is een klassieke organische reactie waarbij twee moleculen aan elkaar worden gezet. Daarbij zie je wel een verandering in het patroon van overlappende elektronenbanen, maar volledig verhuizen van het ene naar het andere atoom doen die elektronen niet.

Tot voor kort werd daarom aangenomen dat een elektrisch veld geen invloed heeft op zo’n reactie. Maar recente berekeningen wijzen uit dat het wel degelijk kan uitmaken: de stabiliteit van het molecuul hangt af van inwendige resonanties, en die worden wel degelijk beïnvloed door een elektrisch veld dat aan de lading van de afzonderlijke atomen trekt.

Albert Aragones, Michelle Coote en collega’s hebben het bestaan van dit effect nu voor het eerst experimenteel aangetoond. Via zwavelbindingen maakten ze een dieen vast aan een STM-tip en een ‘diënofiel’ (in de praktijk een gesubstitueerd alkeen) aan een goudoppervlak daar onder,. Waarna ze die twee aan elkaar probeerden te zetten terwijl ze onderling een spanningsverschil van maximaal 0,75V aanlegden (bij hogere spanning lieten de zwavelbindingen los).

Inderdaad lukte het koppelen mét spanningsverschil bijna vijf keer zo vaak als zonder, op voorwaarde dat de polariteit zo werd gekozen dat de elektronen van het diënofiel naar het dieen toe werden getrokken.

In de News & Views-rubriek tekent Nature er bij aan dat het idee een enorme economische impact kan hebben, mits iemand er een werkwijze bij uitvindt die wél opschaalbaar is.

bron: Nature, Australian National University

 
Arjen Dijkgraaf
Arjen Dijkgraaf 3 maart 2016

Nog geen opmerkingen

Meer Verdieping
Zout geeft het startschot
06 okt 2026 — Renée Canrinus-Moezelaar
Ideale habitat voor industriële premières
06 okt 2026 — Jacqueline van Gool
'We gaan dit gewoon doen'
06 okt 2026 — Esther Thole
Tegen de klok
15 sep 2026 — Ruben Boot
C2Weekly nieuwsbrief
weekly

Mis geen enkel bericht met onze nieuwsbrief C2Weekly

Elke woensdag in je inbox: het laatste chemie- en life sciences nieuws uit Nederland en Vlaanderen, aangevuld met analyses, achtergronden en meer!

Inloggen

Nog niet geregistreerd?

Registreer je gratis en ontvang de nieuwsbrief, creëer je eigen profiel en reageer op onze artikelen.

Not registered yet?

Register for free and receive our newsletter.

Inloggen voor leden van de KNCV, KVCV, NBV en NVBMB

  • Log in het met het e-mailadres waarmee je bij je vereniging bekend bent. Weet je niet welk e-mailadres dat is? Kijk dan op welk adres je de digitale nieuwsbrief van je vereniging ontvangt.
  • Als je nog niet eerder ingelogd hebt moet je een nieuw wachtwoord aanmaken. Klik hiervoor op ‘wachtwoord resetten’.