Уг нь, 18-электрон дүрэм нь органометаллический химийн салбарт зууны туршид удирдлагын үүрэг гүйцэтгэж ирсэн. Гэхдээ одоо Окинавагийн Шинжлэх Ухаан, Техникийн Институтын (OIST) судлаачид уг зүйлийг эрс өөрчилж, 20-электрон деривативийг амжилттай синтезэлсэн нь уг хуучны зарчмыг чалж байна!

“Олон шилжилтийн металл комплексүүд 18 формаль валентийн электроны тойрогт байхдаа хамгийн тогтвортой байдаг. Энэ нь катализ ба материалын шинжлэх ухааны олон чухал нээлтийн үндэс” гэж уг судалгааны дэд автор, доктор Сатоши Такебаяши онцлон хэллээ. Ферроцен гэдэг нь энэ дүрмийн классик жишээ бөгөөд, “Бид анх удаа 20-электрон ферроцен деривативыг синтезлэх боломжтойг харуулж чадсан” гэж тэр нэмж хэлсэн.

Энэхүү нээлт нь металоценүүдийн бүтэц, тогтвортой байдлыг ойлгоход чухал үүрэг гүйцэтгэнэ. Металлын атом хоёр органик цагирагны дунд байрлах “сандвич” бүтэцтэй энэ химийн нэгдлүүд нь 1951 оноос хойш шинжлэх ухааныг хүсээгүй тогтвортой байдал, өвөрмөц бүтэцтэйгөөр шинэчлэн өөрчилж, 1973 онд химийн салбарт Нобелийн шагнал хүртсэн байна.

Энэхүү судалгаа нь фермоценийг 20 валентийн электроноор тогтворжуулах шинэ лиган системийг боловсруулснаар анх удаа үүнийг амжилттай гүйцэтгэжээ. Доктор Такебаяши хэлэхдээ: “Нэмж оруулсан хоёр валентийн электрон нь ирээдүйн хэрэглээнд боломж олгодог хачин редокс шинж чанарыг бий болгосон.” Энэ нь фермоцен нь цахилгаан шилжүүлэх урвалд ашиглагддаг боловч уламжлалт аргаар хязгаарлагддаг байх нөхцлийг даван гарч, шинэ оксиджуулах төлөвт хүрэх боломжийг нээсэн байна.

Химийн тогтвортой байдлын дүрмийг эвдэж, дахин барих нь судлаачдад загварлаг шинж чанартай молекулуудыг зохион бүтээх боломжийг олгодог. Энэ нь ногоон катализатор, дараа үеийн материалуудыг хөгжүүлэх зэрэг тогтвортой химийн судалгааг дэмжих шинэ санаануудыг ч мөн төрүүлэх болно.

Ферроценийн деривативууд аль хэдийн нарны цахилга, эмийн бүтээгдэхүүн, эмнэлгийн төхөөрөмж, дэвшилтэт катализатор зэрэг олон технологид ашиглагдаж байна. Эдгээр хэрэглээг өргөжүүлэх нь химичдэд шинэ болгосон концептуал багажийг өгч, шинэ нээлтүүдийг өрнүүлнэ.

OIST-ийн Органометаллический Химийн Групп нь металлын органик харилцан үйлчлэлийн үндсэн зарчмуудыг тодорхойлох, бодит асуудлуудад хариулахыг зорьж байна. Тус баг нь 20-электрон ферроценийн деривативтай адил стандарт химийн дүрмийг хүлээн зөвшөөрдөггүй бүтцүүдэд тусгай анхаарал хандуулж байна. Энэхүү ажил нь Японы Шинжлэх Ухааны Төсөл (JSPS), Японы Шинжлэх Ухааны Шалгаруулах Их Сургуулиудын Төсөл, Окинавагийн Шинжлэх Ухаан, Техникийн Институтын Гэрчилгээ, Окинавагийн Шинжлэх Ухаан, Техникийн Институтын Бурибуши Оюутны Тэтгэлэг, зэрэг олон байгууллагаас дэмжлэг авсан.