Robert E. Mulvey: Molecular Architecture and Synergy in Organometallic Chemistry

Molecular Aesthetics | Symposium


Symposium at ZKM | Center for Art and Media, July 15 -17, 2011 in
cooperation with DFG-Center for Functional Nanostructures (CFN)
Karlsruhe Institute for Technology (KIT).


Organolithium compounds were pioneered by Wilhelm Schlenk at the
University of Jena in Germany in 1917. Nominated for a Nobel
Prize for this and other brilliant work, Schlenk lost out because
it was thought “organolithium compounds are too unstable to be of
any use”. A century on and organolithium and other organometallic
compounds are absolutely indispensable to the world. They are
utilised in the manufacture of pharmaceuticals, dyes,
agrochemicals, perfumes, polymers and many other important
everyday commodities.
Their reputation of being challenging to handle and even
pyrophoric, belies the fact that, at the molecular level,
organolithium compounds adopt a bewildering variety of beautiful,
eyecatching structures. These structures are not just
aesthetically pleasing, they are the engines which drive the
chemistry and properties of these useful materials. Our
contribution to the development of these structures is discussed,
focusing on the different architectures and patterns which
emerge.
Chemists are constantly looking at new ways of improving
organometallic chemistry. Presently we are developing the concept
of “synergic bimetallics”. Reactions impossible with conventional
organometallic compounds are now made possible using these
synergic bimetallics as the two distinct metals can communicate
with each other through the structure. Underpinning this new
chemistry is a fascinating world of molecular architecture
involving rings of atoms which can capture other molecules in
their cores. An example of a sodium-magnesium ring capturing an
iron molecule is shown in the portrait below.
Cover art is becoming increasingly important in chemistry papers
to draw attention to new discoveries in thoughtful, creative
ways. Examples from our own work will be included in the
presentation.


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Der deutsche Chemiker Wilhelm Schlenk (Universität Jena)
experimentierte 1917 erstmals mit Organolithiumverbindungen. Dank
dieser und anderer richtungsweisender Leistungen wurde Schlenk
für den Nobelpreis vorgeschlagen, der ihm jedoch nicht verliehen
wurde, da „Organolithiumverbindungen zu instabil für praktische
Anwendungen“ seien. Ein Jahrhundert später sind Organolithium und
andere Organometallverbindungen zum unverzichtbaren Grundstoff in
der Herstellung von Arzneimitteln, Farbstoffen, Duftstoffen,
Agrochemikalien, Polymeren und vielen anderen
Gebrauchsgegenständen geworden.
Entgegen ihrem Ruf, schwierig zu verarbeiten und sogar
luftentzündlich zu sein, entfalten Organolithiumverbindungen auf
molekularer Ebene atemberaubend schöne Strukturen von
unglaublicher Vielfalt. Ihre Struktur ist nicht nur in
ästhetischer Hinsicht bedeutend - sie bestimmt zugleich die
chemischen Eigenschaften dieser nützlichen Materialien. Wir
stellen unseren Beitrag zur Entwicklung dieser Strukturen vor,
mit besonderem Augenmerk auf die entstehenden Bauformen und
Muster.
Chemiker suchen ständig nach neuen Wegen zur Verbesserung der
Organometallchemie. Wir beschäftigen uns aktuell mit
„synergistischen Bimetallen“, deren Komponenten über die Struktur
miteinander kommunizieren und Reaktionen zulassen, die mit
konventionellen Organometallverbindungen undurchführbar waren.
Grundlage dieses neuen Forschungsgebiets ist die faszinierende
Welt der molekularen Architektur. So können Atomringe fremde
Moleküle aufnehmen, wie die untere Abbildung eines
Natrium-Magnesium-Rings, der ein Eisenmolekül an sich bindet,
zeigt.
Umschlaggrafiken spielen als Blickfang eine immer größere Rolle
in der chemischen Literatur. Wir präsentieren Beispiele aus
unseren Veröffentlichungen.