Credit: Nature Chemistry (2020). DOI: 10.1038/s41557-019-0398-3

Největší aromatická molekula má 162 delokalizovaných π elektronů

Jako aromatické se označují sloučeniny obsahující delokalizované π elektrony, hlavně sloučeniny odvozené od benzenu, ale aromatické mohou být i heterocyklické sloučeniny. S vůní to nic společného nemá.
Podmínkou aromaticity jsou střídající se jednoduché a dvojné vazby (které ale „splynou“ do toho, co v molekule benzenu kreslíme kroužkem), rovinná molekula a počet π elektronů 4n+2 (Hückelovo pravidlo). Teorie ale neříká nic o tom, kolik kruhů lze takhle maximálně na sebe naplácat. Několik let starý rekord z Oxford University byla molekula se 78 π elektrony, nyní se tento rekord podařilo více než zdvojnásobit na 162.
Strukturu chemici vytvořili z porfirinových kruhů v komplexu se zinkem (porfin/porfyrin se železem v nitru molekuly je hem, z něhož se odvozuje hemoglobin). Tyto kruhy se propojily pomocí alkinů na vnější kružnici. Výsledná struktura měla 5 porfirinových kruhů kolem centrálního benzenového zbytku. Vnější kruh vznikl z alkinů, úplně uvnitř byl zbytek benzenu, mezi nimi ještě zbytky pyridinu (6členný heterocyklus s 1 atomem dusíku) a zbytky dalších alkinů, eventuálně další benzenové zbytky. Podobu cca ukazují obrázky (obrázek dole: rekordní molekula). Tyto molekuly bylo třeba různě ladit a odstraňovat z nich elektrony , aby se dosáhlo požadovaného výsledku 4n+2, stačí o 1 elektron více nebo méně a veškerá snaha přijde vniveč. Hezké obludnosti, že?
Nejspíš není důvod, proč by nebylo možné připravit ještě větší molekulu s aromatickým charakterem, takže hrátky mohou pokračovat. Jinak autoři výzkumu uvažují, že by takové molekuly mohly být použitelné při kvantových výpočtech (poznámka PH: zřejmě nějaké překlápění izomerů odpovídá stavům 0 a 1).
Mimochodem, porfyrinové kruhy se zinkem kolem benzenu byly již základem pro rekordní aromatickou molekulu z Oxfordu, nová práce představuje tedy spíše rozšíření té původní, obě molekuly jsou si podobné. Součástí týmu byl i hlavní autor předcházející studie Harry Anderson. Ten pro ChemistryWorld.com uvedl, že je zajímavé, jak jednoduché pravidlo 4n+2, navíc už z poloviny 20. století, platí i pro tak obrovské molekuly (umožňuje ručit, zda jsou aromatické), a to lépe, než mnohem složitější modely. Ze zkoumaných aromatických molekul lze vždy snadno vytvořit i molekuly tzv. antiaromatické, kde je počet π elektronů 4n.
Otázkou např. zůstává, zda má Hückelovo pravidlo nějakou horní hranici platnosti? (Kdy už molekuly aromatické nebudou existovat vůbec, eventuálně budou aromatické jiné molekuly, než by vyplývalo z tohoto předpisu apod.)
Jednoduchá fyzikální identifikace aromatických sloučenin se provádí pomocí vnějšího magnetického pole, např. při spektroskopii nukleární magnetickou rezonancí. V aromatických látkách bude v prstenci indukován elektrický proud („paramagnetický kruhový proud“) směřující proti vnějšímu magnetickému poli, u antiaromatických látek bude mít stejný směr.

Michel Rickhaus et al. Global aromaticity at the nanoscale, Nature Chemistry (2020). DOI: 10.1038/s41557-019-0398-3
Zdroj: Nature Chemistry, ChemistryWorld.com, Phys.org a další


Credit: Nature Chemistry (2020). DOI: 10.1038/s41557-019-0398-3[/caption]

Další úkol pro cubesaty – zkoumat Slunce

NASA vybrala novou misi, která prozkoumá Slunce a zkusí zjistit, jak na něm vznikají obří …

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close