Las octafirinas protonadas [4n]pi y [4n+2]pi eligen su topología aromática Möbius/Hückel

Área de la Ciencia:

• Química orgánica es la química orgánica.
• Química supramolecular de las moléculas.
• La fotofísica es la fotofísica.

Sus antecedentes:

• Las octafirinas son compuestos macrocíclicos con propiedades electrónicas sintonizables.
• La protonación puede alterar significativamente la estructura y la aromaticidad de los macrociclos.
• Comprender los cambios conformacionales es clave para diseñar nuevas moléculas funcionales.

Objetivo del estudio:

• Para investigar los cambios conformacionales desencadenados por la protonación en el meso-octakis ((pentafluorofenilo) [36]octaphyrin y [38]octaphyrin.
• Para dilucidar la relación entre los cambios estructurales, enlaces de hidrógeno y topología aromática.
• Caracterizar las propiedades fotofísicas de las octafirinas protonadas en relación con su aromaticidad.

Principales métodos:

• Análisis de la estructura cristalina de rayos X para determinar la geometría molecular.
• Espectroscopia de Resonancia Magnética Nuclear Protónica ((1) H NMR) para estudiar los cambios químicos en el entorno.
• Mediciones fotofísicas que incluyen absorción, fluorescencia, tiempo de vida en estado excitado y absorción de dos fotones.

Principales resultados:

• La protonación rompe los enlaces de hidrógeno intramoleculares y forma enlaces de hidrógeno intermoleculares con sus contraaniones.
• Se produce la inversión de pirrol, lo que lleva a la aromaticidad de Mobius en [36]octafirina y la aromaticidad de Huckel en [38]octafirina.
• Las diferencias sutiles en los ángulos de pirrol inclinados dictan topologías distintas y estabilización aromática ([4n]pi vs. [4n+2]pi).

Conclusiones:

• Los macrociclos controlan dinámicamente la topología a través de la rotación de pirrol para lograr una estabilización aromática específica.
• La protonación es un desencadenante clave para cambiar entre la aromaticidad de Mobius y Huckel en estas octafirinas.
• El estudio proporciona datos fotofísicos detallados correlacionados con las topologías aromáticas inducidas.