Pięcioczłonowy metalowy pierścień przesuwa granice aromatów

Naukowcom z Politechniki w Chemnitz, Uniwersytetu Humboldta w Berlinie i Uniwersytetu Philippsa w Marburgu udało się zsyntetyzować cząsteczkę, która w rzeczywistości nie powinna istnieć.

Ile atomów może pierścień aromatyczny Jeśli zawiera tylko dwa elektrony? Odpowiedź została niedawno zmieniona: Pięć! Po raz pierwszy zespół chemików z powodzeniem zsyntetyzował i opisał pięcioczłonowy związek aromatyczny – ważną klasę substancji w chemii – łącząc doświadczenie i teorię. W ten sposób osiągnęli to, co zostało zrobione kilkadziesiąt lat temu, a w międzyczasie uważali to za niemożliwe. Grupy badawcze kierowane przez profesora chemii dr. Roberta Kretschmera z Politechniki w Chemnitz, dr. Olivera Dummela z Uniwersytetu Humboldta w Berlinie i profesora chemii dr. Floriana Wieganda z Uniwersytetu Phillips w Marburgu, informują o swoich odkryciach w czasopiśmie. Angewandte Chemie Wydanie Międzynarodowe.

Związki aromatyczne nie muszą być pachnące

„Określenie aromatyczne zwykle kojarzy się z aromatem związku. Jednak w chemii odnosi się również do związków, które tworzą pierścień, w którym mogą być rozmieszczone elektrony. To sprawia, że ​​pierścienie są bardziej stabilne, dlatego szacuje się, że około dwie trzecie znanych dziś związków chemicznych jest całkowicie lub częściowo aromatycznych” – wyjaśnia Kretschmer.

Aromatyczny jest jednym z najbardziej podstawowe koncepcje w chemii i sięgają do niemieckiego chemika Augusta Kekulé. Od jego pierwszej pracy w 1865 roku naukowcy próbowali znaleźć ogólną definicję i nadal odkrywać nowe rodzaje aromatów. Aby cząsteczka została uznana za aromatyczną, musi rozmieścić co najmniej dwa elektrony w pierścieniu. Jednak w większości przypadków jest ich znacznie więcej, od sześciu do obecnych, z maksymalnie 162 elektronami. Chociaż rekord maksymalnej liczby elektronów był regularnie podnoszony, wcześniej zakładano, że minimalna wymagana liczba dwóch elektronów może stabilizować tylko pierścienie z maksymalnie czterema atomami. Dzieje się tak, ponieważ im większy pierścień, tym mniej dodatkowych elektronów jest dostępnych dla każdego atomu, dlatego efekt stabilizacji staje się coraz mniejszy.

Zaskakujący wniosek: dwa elektrony mogą stabilizować pierścienie z pięcioma atomami

Zespołowi kierowanemu przez profesora dr Roberta Kretschmera, który niedawno objął stanowisko profesora chemii nieorganicznej na Politechnice w Chemnitz, udało się zmienić te ograniczenia. Stworzyli związek zawierający płaski pierścień pięciu atomów galu.

„Kiedy zobaczyliśmy struktura krystalicznaByliśmy pod wrażeniem, mówi Kretschmer, „ponieważ fakt, że pierścień jest płaski, a wiązania w pierścieniu mają podobne odstępy, jest naprawdę wyraźnym wskaźnikiem aromatycznego charakteru cząsteczki”.

Następnie badania spektroskopowe dostarczyły dodatkowych dowodów na jego aromatyczny charakter. We współpracy z grupami badawczymi Olivera Dumele w Berlinie i Floriana Weigend w Marburgu zbadano również obliczeniowo nową cząsteczkę. Wynik: „Związek jest aromatyczny, choć słaby, ale można się tego spodziewać, jeśli ma dwa Elektrony Powinien być rozłożony na pięć atomów w pierścieniu” – mówi Kretschmer.

Następnie naukowcy z Berlina, Chemnitz i Marburga chcą bardziej szczegółowo zbadać reakcję nowego związku i wykorzystać go w syntezie nowych kompleksów.

Prezentowane przez Politechnikę w Chemnitz