Una nanostruttura in carbonio che assume una forma a infinito

[Geber]

Il nuovo composto è formato da 12 anelli aromatici attorcigliati a forma una figura a 8.

Gli ideatori hanno chiamato questo nuovo composto infinitene: 12 anelli benzenici fusi assieme a formare un numero 8 o un simbolo dell'infinito, a seconda del vostro punto di vista.

La molecola è stata sintetizzata alla Nagoya University da Maciej Krzeszewski, Hideto Ito, e Kenichiro Itami, che sono esperti nella costruzione di nuove macromolecole a base carboniosa con strutture interessanti (ChemRxiv 2021, DOI: 10.33774/chemrxiv-2021-pcwcc).

I composti poliaromatici attorcigliati hanno affascinato i chimici per anni. Oltre a porre una sfida sintetica, questi composti possono aiutare i ricercatori ad esplorare i limiti dell'aromaticità.

Per sintetizzare la nuova molecola, il team ha preso ispirazione dalla sintesi del kekulene, un anello planare di 12 anelli benzenici fusi che i chimici sintetizzarono circa 40 anni fa (Chem. Ber. 1983, DOI: 10.1002/cber.19831161021). Il gruppo anche tratto ispirazione da un precedente tentativo di sintetizzare l'infinitene (Bull. Chem. Soc. Jpn. 2000, DOI: 10.1246/bcsj.73.185). Quel lavoro fondamentale li ha aiutati a sintetizzare il composto, altrimenti noto come ciclo[c.c.c.c.c.c.e.e.e.e.e.e]dodecakisbenzene, prima di caratterizzare le sue proprietà.

Il team ha confermato la struttura usando la cristallografia a raggi X, che ha mostrato che solo 3,192 Å separano gli anelli benzenici superiore ed inferiore dove la molecola si attorciglia su se stessa.

La forma dell'infinitene "è affascinante e bella."
Shinji Toyota, Tokyo Institute of Technology

La struttura cristallina ha permesso inoltre ai ricercatori di calcolare la distribuzione elettronica all'interno degli orbitali molecolari del composto. Questi calcoli hanno confermato che i suoi elettroni π sono delocalizzati all'interno di ogni anello benzenico piuttosto che delocalizzati lungo l'intera molecola.

Ciò era quello che il team si aspettava, ha detto Itami. Questo comportamento è stato osservato anche in molti altri eliceni, incluso il kekulene.

Itami ha detto che la sfida sintetica di produrre l'infinitene è stata ciò che ha ispirato il suo team, ma la forma era solo un disegno.

La forma dell'infinitene “è affascinante e bella,” concorda Shinji Toyota al Tokyo Institute of Technology. Dice che i dati di caratterizzazione saranno disponibili anche per altri gruppi che sviluppano materiali ottici o addizionali da unità aromatiche. La molecola, asserisce, mostra le “infinite possibilità della progettazione molecolare della chimica degli idrocarburi”.

[fosgene]

Gli ideatori hanno chiamato questo nuovo composto infinitene

Che fantasia 

[Geber]

Eh quello di 40 anni fa era il kekulene. Fantasia portami via