En viktig molekylär byggsten i fosforkemin har varit svårfångad, tills nu. University of Hawaii at Manoa forskare har upptäckt ett enkelt och mångsidigt sätt att identifiera Hückel aromatiska cyklotrifosfazenmolekylen tillsammans med dess isomer (som har samma molekylformel, men skiljer sig strukturellt).

Enligt forskargruppen och författarna – UH Mānoa Institutionen för kemi professor Ralf I. Kaiser, postdoktor Cheng Zhu, gästforskare André K. Eckhardt, postdoktor Alexandre Bergantini, postdoktor Santosh K. Singh, och professor Peter R. Schreiner från Justus Liebig University Giessen i Tyskland – studien publicerad i Vetenskapens framsteg representerar grundläggande kemiforskning om kemisk bindning och molekylstruktur. Den belyser skillnaderna och likheterna mellan aromatiska oorganiska och organiska föreningar.

Forskare sa att dendrimerer (repetitivt grenade molekyler) baserade på cyklotrifosfazenmolekylen som upptäckts i denna studie kan användas i nanomaterial, biomolekylbärare, kemiska sensorer, antibakteriella medel, återanvändbara katalysatorer, och medicinska bildbehandlingsmedel.

Nyckelupptäckt

Kaiser och Zhu beskrev att cyklotrifosfazenmolekylen och dess isomer av Dewar-bensentyp framställdes i lågtemperaturmatriser av ammoniak och fosfinisar utsatta för joniserande strålning. Använder UH Mānoa W.M. Keck Research Laboratory i Astrochemistrys avancerade fotojonisering, masspektrometriska enheter, båda arterna identifierades, observerade, och analyseras. Detta kan för närvarande inte uppnås med traditionella syntetiska tekniker.

"Fyndet hjälper till att förstå den elektroniska strukturen och kemiska bindningen av exotiska oorganiska molekyler och hur de relaterar till sina klassiska organiska motsvarigheter, " sa Zhu.

Nästa steg

Kaiser och Zhu sa att de planerar att identifiera mer exotiska isomerer som hög energitäthet, hexaatomiska prismatiska molekyler som innehåller fosfor och kväve. Forskare sa att dessa har förutspåtts beräkningsmässigt, men har ännu inte upptäckts experimentellt.