Metallacycles Möbius menunjukkan aromatiknya dengan reaktivitas buku teks | Riset

Metallacycles Möbius menunjukkan aromatiknya dengan reaktivitas buku teks |  Riset post thumbnail image

menarik Keluaran SGP 2020 – 2021.

Untuk pertama kalinya, para peneliti telah mencapai substitusi elektrofilik – reaksi karakteristik untuk aromatik – dalam senyawa aromatik Möbius yang mengandung logam. ‘Ini tidak diragukan lagi menunjukkan aromatisitas molekul-molekul ini melalui reaktivitas,’ kata Judy Wu, seorang ahli aromatisitas di University of Houston, AS, yang tidak terlibat dalam penelitian ini.

Substitusi elektrofilik, seperti reaksi Friedel-Crafts, adalah contoh buku teks untuk reaktivitas aromatik. Tetapi sementara reaksi digunakan secara rutin dengan senyawa aromatik Hückel klasik, sedikit yang diketahui tentang apakah dan bagaimana reaksi berlangsung dalam aromatik non-klasik. Molekul aromatik Möbius memiliki tikungan dalam sistem -elektron terkonjugasi. Diantaranya adalah beberapa siklus logam, di mana orbital d logam menginduksi perubahan fase yang ‘membalikkan aturan aromatik Hückel tradisional’, kata Wu.

Gambar yang menunjukkan gambar garis dan gambar orbital bergaya yang menunjukkan aromatik Hückel, Heilbronner-Möbius dan Craig-Möbius

Sebuah tim yang dipimpin oleh Haiping Xia dan Hong Zhang dari Universitas Xiamen di Cina kini telah menunjukkan bahwa Craig-Möbius aromatic osmapentalene memang mengalami substitusi elektrofilik alih-alih reaksi adisi, yang merupakan ciri khas senyawa organik tak jenuh non-aromatik. ‘Sejauh ini, tidak ada reaksi yang sebanding untuk molekul Craig-Möbius, […] ini akan memberikan wawasan yang berguna untuk memahami kerangka terkonjugasi yang tidak biasa,’ jelas Xia.

Para peneliti mendemonstrasikan sifat aromatik osmapentalene dengan mereaksikannya dengan analog kimia klorin dan bromin. ‘Reaksi memiliki efisiensi yang sangat baik dan regioselektivitas yang luar biasa,’ kata Xia. Elektrofil biasanya menyisipkan dekat pusat osmium. Tim juga melakukan perhitungan komputasi dan eksperimen dengan lebih besar dari Craig-Möbius aromatic metallacycles, termasuk leburan metalla furan, metallapentalene dan metallabenzene.

‘Kadang-kadang studi aromatisitas terasa agak jauh dari kenyataan, [but] bukti kimia adalah kunci untuk membumikan konsep ini,’ kata Wu. ‘Pada awalnya, aromatik Möbius adalah imajinasi teoretis, sekarang [these] contoh menarik menunjukkan senyawa aromatik terlihat berbeda dari benzena namun berperilaku serupa.’ Biasanya, ahli kimia mengandalkan indeks seperti geometri molekul, efek magnetik dan elektronik untuk mengukur efek aromatik, tetapi reaktivitas adalah konfirmasi akhir.

Gambar yang menunjukkan struktur bola dan tongkat dari produk reaksi antara aromatik Möbius dan analog kimia klorin

‘Kimia senyawa Möbius didorong oleh ahli teori, dan butuh waktu lama sampai hasil eksperimen datang,’ kata Henry Rzepa, ahli aromatik Möbius di Imperial College London, Inggris. Dalam kasus metalacycles aromatik, logam tampak terlalu reaktif untuk memungkinkan transformasi di sekitar cincin. ‘Fantastis melihat aromanya [reactivity] lanskap diperpanjang dan reaksi baru terurai.’

Rzepa bermimpi menggabungkan aromatik yang tidak biasa dengan konsep kimia lain – kiral. Meskipun osmapentalene secara teknis planar, ‘banyak motif Möbius kiral dan asimetris’, jelasnya. Xia mengungkapkan kelompoknya sudah mengerjakan ide serupa.

Dan aplikasi juga bisa muncul. ‘Kami telah menerapkan spesies Craig-Möbius dalam fotoluminesensi, fototerapi, dan sel surya,’ jelas Xia. ‘[Chemical] modifikasi akan mengarah pada keragaman struktur lebih lanjut, kunci untuk mengembangkan material baru.’

Related Post