Geistermolekül: Wissenschaftler stabilisieren zum ersten Mal seit 67 Jahren Carbene in Wasser
Zum ersten Mal seit 67 Jahren ist es Wissenschaftlern gelungen, Carbene zu stabilisieren.
1958 schlug der amerikanische Chemiker Ronald Breslow vor, dass Vitamin B1 (Thiamin) direkt in den Zellen des Körpers in ein instabiles und äußerst aktives Molekül - ein Carben - umgewandelt werden könnte. Damals war es jedoch unmöglich, dies zu testen: Carbene verschwinden im Bruchteil einer Sekunde, insbesondere in Wasser. Man dachte, ein stabiles Carben im Wasser zu sehen, sei wie ein Regenbogen im Glas.
Nach 67 Jahren haben Wissenschaftler der Universität von Kalifornien das Unmögliche geschafft: Sie haben Carbene in Wasser stabilisiert und über Monate hinweg konserviert. Ja, ja, sie haben es nicht nur erschaffen, sondern buchstäblich in einem Reagenzglas versiegelt, um es im Detail zu untersuchen.
Details: Varun Tej Raviprolu et al, Confirmation of Breslow's hypothesis: A carbene stable in liquid water, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adr9681
🧠 Was ist ein Carben und warum wird es benötigt?
Ein Carben ist ein Kohlenstoff mit sechs Valenzelektronen anstelle der üblichen acht. Das macht es sehr instabil, aber unglaublich nützlich für chemische Reaktionen, insbesondere bei der Herstellung von Medikamenten und Materialien. Aber gerade wegen seiner Instabilität wird es nur selten in Wasser verwendet - und gerade Wasser ist die Grundlage aller biochemischen Prozesse im Körper.
🛡 Wie wurde es hergestellt?
Das Team unter der Leitung von Chemieprofessor Vincent Lavallo wählte einen cleveren Weg: Sie schufen eine spezielle "Rüstung" - einen molekularen Schutz, der das Carben umhüllt und verhindert, dass Wasser es zerstört. Das Ergebnis war verblüffend: Das Carben überlebte, blieb aktiv und ist mit NMR-Spektroskopie und Röntgenstrahlen analysierbar.
"Die Leute dachten, es sei verrückt. Aber jetzt können wir sagen: Breslow hatte Recht", sagt Lavallo.
🌍 Wozu ist das alles gut?
Eine Entdeckung ist nicht nur ein Häkchen in der Wissenschaftsgeschichte. Sie kann die Spielregeln der Chemie verändern:
✅ Grüne Chemie: Viele komplexe Reaktionen werden nun in Wasser statt in giftigen Lösungsmitteln möglich sein.
✅ Medizin: Neue stabile Carbene können in der Pharmazie eingesetzt werden, wodurch die Herstellung von Medikamenten sicherer und billiger wird.
✅ Biomimikry: Wissenschaftler werden die Möglichkeit haben, chemische Prozesse zu reproduzieren, die in lebenden Zellen ablaufen.
"Was für unmöglich gehalten wurde, wird Realität. Es ist inspirierend, weiter zu suchen, weiter zu versuchen, weiter an die Wissenschaft zu glauben", sagt Studien-Koautor Varun Raviprolu.