Divalent guldkompleks isoleret for første gang i ren form

Ifølge lærebogsviden, de sædvanlige oxidationstilstande for guld i forbindelser er +I og +III. Den divalente form (+II), på den anden side, foretrækker at danne polynukleære forbindelser eller blot gennemgår transformation til de mono- og trivalente former. Imidlertid, grundstofferne ved siden af ​​guld i det periodiske system er ganske forskellige i denne henseende. Møntmetallernes ioner, kobber(+II) og sølv(+II), er normalt til stede i divalent form, og dette er også tilfældet for guldets naboer til venstre og højre, platin(+II) og kviksølv(+II). Det er blevet postuleret, at når guld gennemgår fotokemiske katalysereaktioner, +II-tilstanden kan dannes, men endegyldige beviser er ikke blevet fremlagt til dato. Det tilsvarende bevis er netop blevet fremført af forskere ved Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) i en nylig publikation.

Et team af kemikere ledet af professor Katja Heinze ved Institut for Uorganisk Kemi og Analytisk Kemi i JGU har været i stand til at isolere og analysere guld i den meget sjældne oxidationstilstand +II. Dette giver de manglende led i den homologe serie af møntmetalioner kobber(+II), sølv(+II), guld(+II), og i den 'relativistiske' triade platin(+II), guld(+II), og kviksølv(+II). "Grundlæggende data ukendt til dato, såsom ionstørrelse, foretrukne strukturelle arrangement, og reaktiviteten af ​​guld (+II) er nu blevet gjort tilgængelig, " forklarede Sebastian Preiß, ph.d.-kandidat i Heinzes team, som var i stand til at isolere guld(+II)-komplekset i sin rene form for første gang. Resultaterne er offentliggjort i Naturkemi .

Stabiliseringen af ​​den meget labile guld(+II)-ion blev opnået af forskerne ved hjælp af en såkaldt porphyrin, der blev brugt til at indkapsle guld(+II)-ionen. I kombination med magnesium eller jernioner i midten, henholdsvis, porphyrin-makrocyklussen er til stede i planters grønne pigment (klorofyl), og i blodets røde pigment (hæm). Med guld(+II) i midten, porphyrin blokerer de normale reaktionsveje for guld (+II), dvs. dannelsen af ​​polynukleære forbindelser eller omdannelsen til de mere stabile guld(+I)- og guld(+III)-komplekser. "Dette gjorde det for første gang muligt at undersøge denne unikke klasse af stabile mononukleære guld(+II)-komplekser og beskrive dem udførligt, " opsummerede professor Katja Heinze. Interessant nok, arrangementet af de fire atomer ved siden af ​​guld(+II)-ionen er ikke kvadratisk plan med atomerne placeret i samme afstand til guldet som i tilfældet med de tilsvarende strukturer af gulds naboelementer kobber(+II), sølv(+II), platin(+II), og kviksølv(+II). I stedet, strukturen viser en rombisk forvrængning med to korte og to lange afstande. I tekniske termer, dette tidligere uobserverede fænomen i tilfælde af guld(+II)-ioner kan tilskrives en andenordens Jahn-Teller-effekt forårsaget af guldets relativistiske egenskaber.

Fordi denne nye guld(+II)-forbindelse også kan fremstilles ud fra guld(+III)-komplekset, der findes i potente anti-cancermidler, forskerne forsøgte at finde ud af, om guld(+II)-porfyrin også spiller en rolle i biologiske systemer. De opdagede, at guld(+II)-komplekset kan genereres under næsten fysiologiske forhold fra et cytostatisk guld(+III)-middel. Ved eksponering for atmosfærisk ilt, guld (+II) porphyrin danner reaktive oxygenarter (ROS), som vides at inducere apoptose, eller programmeret celledød. "Vi har således en plausibel funktionel kæde, der starter med et cytostatisk middel og fører til målrettet celledød med guld(+II) porphyrin, der fungerer som et vigtigt led i kæden, " understregede Heinze. "En stor drivkraft for os til at fortsætte med forskning på dette område er, at nysgerrighedsdrevet grundforskning om usædvanlige arter gjorde det muligt for os at nå indsigter, der godt kunne være relevante for medicinske anvendelser, " konkluderede Heinze.