Un heterocíclico plano totalmente conjugado [9]Circuleno

Área de la Ciencia:

• Química orgánica
• Ciencias de los materiales
• Química supramolecular

Sus antecedentes:

• Los [n]circulenos totalmente aromáticos, hidrocarburos aromáticos macrocíclicos, se limitaban anteriormente a un máximo de ocho anillos aromáticos (n = 8).
• La síntesis de circulenos de orden superior (n>8) seguía siendo una frontera inexplorada en la química orgánica.

Objetivo del estudio:

• Para sintetizar y caracterizar nuevos circulenos de orden superior más allá del límite previamente conocido de n = 8.
• Investigar las propiedades estructurales, electrónicas y aromáticas de estos nuevos sistemas macrocíclicos.

Principales métodos:

• Se utilizó una reacción de condensación dimerizante de alto rendimiento entre 3,6-dihidroxicarbazol y glyoxal para la construcción del macrociclo.
• Se utilizó la difracción de rayos X de cristal único para determinar la estructura tridimensional precisa del circuleno sintetizado [9].
• Se realizaron cálculos de desplazamiento químico independiente del núcleo (NICS) y de anisotropía de la densidad de corriente inducida (ACID) para evaluar la aromaticidad y las propiedades electrónicas.

Principales resultados:

• El primer circuleno [9] (diazatrioxa [9] circuleno) y un análogo de circuleno [10] (tetrahidro-diazatetraoxa [10] circuleno) fueron sintetizados con éxito.
• El análisis de rayos X confirmó que el circuleno [9] es perfectamente plano con anillos de benceno alargados, lo que sugiere una planaridad inducida por la tensión.
• Las longitudes de enlace alternas y las corrientes de anillo paratrópicas en los anillos no aromáticos centrales indican una contribución significativa [9]de resonancia de radialeno y paratropicidad inducida.

Conclusiones:

• La síntesis exitosa del primer [9]circuleno representa un avance significativo en el campo de los compuestos aromáticos macrocíclicos.
• Las propiedades estructurales y electrónicas, incluida la planaridad y el carácter radialeno, proporcionan nuevos conocimientos sobre el comportamiento de los sistemas aromáticos tensados.
• La paratropicidad inducida observada en el núcleo no aromático abre caminos para explorar nuevas propiedades electrónicas y fotofísicas en materiales avanzados.