Химики из университета Нагойи синтезировали соединение, молекулы которого обладают рекордным искажением бензольного ядра. Обычно плоская ароматическая система оказалась изогнута под углом 35 градусов из-за отталкивания между отдельными частями молекулы. Исследование опубликовано в Journal of American Chemical Society, кратко о нем сообщает блог Королевского Химического Общества (Великобритания).

Ученые исследовали различные вещества, молекулы которых обладали спиральными мотивами. Для их синтеза химики разработали специальную методику, позволяющую «пришивать» к молекуле нафталина крупные ароматические системы. Один из синтезов привел к образованию необычного ярко-оранжевого продукта. Оказалось, что одна из синтезированных пропеллеро-подобных молекул была способна к изомеризации при нагреве. 

Строение «четверного гелицена» — молекулы с рекордно искаженными бензольными кольцами (в центре молекулы). Takao Fujikawa et al. / JACS, 2016

Схема синтеза молекулы-рекордсмена. Takao Fujikawa et al. / JACS, 2016

Схема синтеза молекулы-рекордсмена. Takao Fujikawa et al. / JACS, 2016
.[image]

Схема синтеза молекулы-рекордсмена. Takao Fujikawa et al. / JACS, 2016

При этом четыре «лопасти» пропеллера изгибаются таким образом, что две из них оказывались выгнуты в одну сторону, а оставшиеся две — в другую. Такое «седло» значительно деформирует плоский фрагмент нафталина, служившую центром «пропеллера». Ученые оценили угол изгиба каждого из двух шестиугольных бензольных колец, из которых состоит нафталин — он достиг 35,3 градусов. У предыдущего рекордсмена «изогнутости» — пентацена, содержавшего большое количество боковых заместителей, этот показатель составлял 30 градусов.

Объемное строение молекулы. Takao Fujikawa et al. / JACS, 2016

Такой изгиб не характерен для ароматических структур. Например, согласно оригинальному определению ароматичности, такие соединения, помимо строгих требований к количеству электронов в системе, должны быть плоскими. Искажения структуры позволяют выяснить экстремальные свойства ароматических систем, а также открывают возможности создания новых материалы с необычными электронными свойствами.

Ранее научные коллективы демонстрировали другие необычные ароматичные системы. Среди них «молекула-пропеллер», родственная описанным в новой работе структурам, фрактальные структуры на основе ароматических соединений, а также полностью неорганические ароматические анионы.

Автор: Владимир Королёв