18,18'-Dihexyl[9,9']biphenanthro[9,10-b]triphenylene: construcción y consecuencias de un enlace único arilo-arilo...

Área de la Ciencia:

• Química orgánica es la química orgánica.
• Química supramolecular de las moléculas.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.

Sus antecedentes:

• Síntesis de moléculas orgánicas complejas con características estructurales únicas.
• Comprender las propiedades de los enlaces químicos tensos.
• Investigación de procesos dinámicos en compuestos estéricamente obstaculizados.

Objetivo del estudio:

• Para sintetizar y caracterizar 1-Hex, un nuevo compuesto con un enlace arilo-arilo altamente tensado.
• Para aclarar las propiedades estructurales y dinámicas de 1-Hex.
• Para explorar los mecanismos de los procesos dinámicos observados utilizando métodos computacionales.

Principales métodos:

• Bifenilación mediada por Zr para la síntesis de 1-Hex.
• Análisis de difracción de rayos X para determinar la estructura molecular.
• Espectroscopia de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) de temperatura variable para el estudio de procesos dinámicos.
• Cálculos de la Teoría Funcional de Densidad (DFT) para investigar los mecanismos de reacción y las barreras energéticas.

Principales resultados:

• Síntesis exitosa de 1-Hex con un rendimiento del 5%.
• La difracción de rayos X reveló un enlace único arilo-arilo altamente tensado que causa una torsión significativa de las porciones de fenantro[9,10-b]trifenileno (PTP).
• Los estudios de RMN identificaron dos procesos dinámicos: la rotación de hexilo (12,0 ± 0,4 kcal / mol) y la inversión de la quiralidad (15,2 ± 0,6 kcal / mol).
• Los cálculos de DFT apoyaron los hallazgos experimentales, proporcionando estados de transición y mecanismos para procesos dinámicos, incluido un complejo mecanismo de rotación con una barrera de 49 kcal / mol.

Conclusiones:

• 1-Hex posee un enlace arilo-arilo único y altamente tensado con implicaciones significativas para la arquitectura molecular.
• El compuesto exhibe un comportamiento dinámico complejo, que incluye rotación hexil y inversión de quiralidad, con distintas barreras energéticas.
• Los cálculos de DFT proporcionan información valiosa sobre los mecanismos que rigen estos procesos dinámicos, destacando un mecanismo de rotación no torsional.