Wenn Löcher Bindungen stärken: die Halogenbrücken

Wechselwirkt die elektronenarme Seite eines Halogens nichtkovalent mit einer Lewis-Base, entsteht eine Halogenbrücke. Die stark gerichtete Natur dieser Wechselwirkung baut hochgeordnete Strukturen auf. Seit einigen Jahren sind Halogenbrücken auch für die homogene Katalyse interessant.

Halogenbrücken sind zwar schon seit 100 Jahren bekannt, jedoch untersuchten Forscher sie bis Anfang des 21. Jahrhunderts nur sporadisch im Zusammenhang mit Organokatalyse.^1–3)

In einer Kohlenstoff-Halogen- oder C-X-Bindung weisen Chemiker dem Halogen als elektronegativerem Part die Ladungsdichte zu. Formal erhalten das Kohlenstoff-atom eine positive und das Halo-genatom eine negative Partialladung. Allerdings ist die Elektronendichte um das Halogenatom ungleich, also anisotrop verteilt, wie hochauflösende Röntgenstrukturanalysen und Rechnungen zeigen (Abbildung 1).^4,5) Hierbei ist die Elektronendichte vor allem in der äquatorialen Ebene der C-X-Bindungen hoch, während entlang der C-X-Achse Ladungsarmut herrscht ((1) in Abbildung 1). Dieser Elektronenmangel heißt r-Loch.⁶⁾

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