Detección de atropisomerización mecanoquímica dentro de una unión de ruptura STM

Área de la Ciencia:

• La electrónica molecular
• Química supramolecular
• Química orgánica

Sus antecedentes:

• Investigar la conductividad de una sola molécula es crucial para la electrónica molecular.
• Las porfirinas diarilo con grupos de unión específicos ofrecen propiedades electrónicas sintonizables.
• El atropisomerismo en las moléculas puede influir en su autoensamblaje y comportamiento electrónico.

Objetivo del estudio:

• Para medir y comparar la conductividad de una sola molécula de porfirinas de diarilo con grupos de unión de tioacetil (SAc) y metilsulfuro (SMe).
• Comprender el papel del atropisomerismo (isómeros cis y trans) en las mediciones de conductividad.
• Para aclarar las vías de transporte de carga y la mecánica de unión.

Principales métodos:

• Técnica de ruptura del microscopio de túnel de barrido (STM-BJ).
• Síntesis de porfirinas de 5,15-diarilo con grupos SAc o SMe orto-sustituidos.
• Análisis de los histogramas de conductividad y de las distribuciones de longitud de las uniones.

Principales resultados:

• Todos los compuestos S2 mostraron dos grupos de conductividad, atribuidos a las vías directas Au-porfirina y S-S.
• Los isómeros de metilsulfuro (SMe) exhibieron longitudes de unión distintas que reflejaban sus distancias S-S.
• Los isómeros de tioacetil (SAc) no mostraron diferencias de longitud, lo que indica una isomerización cis-trans dentro de la unión.

Conclusiones:

• La barrera a la isomerización es más baja que los enlaces Au-S/Au-Au pero más alta que los enlaces Au-SMe.
• La tensión en la unión induce la isomerización en las porfirinas cis-SAc, pero no en las porfirinas SMe.
• Las mediciones de conductividad de una sola molécula pueden sondear la dinámica conformacional y las barreras de isomerización.