Control cinético en la síntesis de un Tris de Möbius

Área de la Ciencia:

• Química orgánica
• Química supramolecular
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• La síntesis de moléculas de Möbius conjugadas presenta desafíos significativos debido a sus estructuras complejas, retorcidas y macrocíclicas.
• La naturaleza de baja entropía de estas arquitecturas complica aún más su preparación.

Objetivo del estudio:

• Para reportar la síntesis de un nuevo macrociclo de Möbius.
• Investigar la selectividad cinética de la reacción de ciclooligomerización de la metástasis de alquina.
• Caracterizar las propiedades electrónicas y la aromaticidad de la molécula sintetizada.

Principales métodos:

• Metátesis de alquinos de 2,13-bis (propinilo) [5] heliceno.
• Espectrometría de masas de desorción/ionización por láser asistida por matriz (MALDI-MS).
• Espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN).
• Análisis de difracción de rayos X.
• Cálculos de la Teoría Funcional de la Densidad (DFT).
• Estudios computacionales (ACID y EDDB).
• Espectroscopía UV y fluorescencia.
• Voltametría cíclica.
• Cromatografía líquida de alto rendimiento quiral (HPLC).

Principales resultados:

• Síntesis exitosa de un macrociclo de Möbius con un rendimiento del 84%.
• La caracterización reveló un producto trímero con doble simetría (configuraciones PPM/MMP).
• Los cálculos de DFT indicaron una estructura triple simétrica PPP/MMM más estable desde el punto de vista termodinámico, lo que pone de relieve la selectividad cinética.
• Los estudios computacionales mostraron una diferencia de 15,4 kcal/mol en las barreras de activación, lo que explica la preferencia cinética.
• Los estudios electrónicos revelaron una conjugación débil y una falta de aromaticidad global significativa.
• La separación de los enantiómeros de PPM y MMP se logró mediante HPLC quiral.

Conclusiones:

• El estudio demuestra una síntesis exitosa y de alto rendimiento de un macrociclo de Möbius a través de la metástasis de alquina.
• Se observó una notable selectividad cinética en el proceso de cicloligomerización.
• La molécula sintetizada exhibe una conjugación electrónica limitada y una aromaticidad global.
• Se realizó con éxito la separación enantiomérica del macrociclo de Möbius.