Helicenes expandidos: una estrategia sintética general y un notable comportamiento supramolecular y de estado sólido

Área de la Ciencia:

• Química orgánica
• Química supramolecular
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• Los helicenos son hidrocarburos aromáticos policíclicos con una estructura helicoidal única.
• La exploración de nuevos derivados de heliceno puede conducir a nuevos materiales con propiedades electrónicas y ópticas adaptadas.
• La comprensión del comportamiento de agregación es crucial para el diseño de sistemas de autoensamblaje.

Objetivo del estudio:

• Para sintetizar una nueva clase de helicenos, denominados "helicenos expandidos", con anillos alternados linealmente y angularmente fusionados.
• Investigar el comportamiento de agregación de estos helicenos expandidos en soluciones y estados sólidos.
• Para explorar la influencia de la anulación heteroatómica (selenofeno) en el embalaje en estado sólido.

Principales métodos:

• Una estrategia sintética divergente que emplea una reacción de cicloadición triple, parcialmente intermolecular [2+2+n].
• Espectroscopia de resonancia magnética nuclear de protones dinámicos (1H NMR) para el estudio de las barreras de racemización.
• Técnicas de caracterización del estado sólido y del estado de solución para investigar los fenómenos de agregación.

Principales resultados:

• Síntesis exitosa de varios derivados de heliceno expandido.
• Observación de una inusual formación de dímeros homoquirales apilados en π en un compuesto, con una cinética de equilibrio lenta.
• Un heliceno expandido anulado por selenofeno demostró apilamiento de largo alcance en estado sólido, a diferencia de su contraparte anulada por benceno.
• La RMN dinámica de 1H confirmó bajas barreras de racemización para los helicenos recién sintetizados.

Conclusiones:

• La estrategia sintética desarrollada proporciona un acceso versátil a nuevos helicenos expandidos.
• Los helicenos expandidos exhiben propiedades únicas de agregación y potencial de autoensamblaje.
• La incorporación de heteroátomos puede influir significativamente en el envasado en estado sólido y en las propiedades del material.
• Estos compuestos son estables en condiciones ambientales debido a las bajas barreras de racemización, adecuadas para aplicaciones adicionales.