Parafenileno triangular Tris-Azo: síntesis y conversión reversible en macrociclos radialmente conjugados π

Área de la Ciencia:

• Química orgánica
• Química supramolecular
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• Los ciclofenilenos (CPP) son hidrocarburos aromáticos macrocíclicos con propiedades estructurales y electrónicas únicas.
• Los grupos azo (-N=N-) son conocidos por su actividad fotocrómica y electroquímica.
• La combinación de CPP con funcionalidades azo ofrece una ruta hacia nuevas arquitecturas moleculares fotorresponsivas.

Objetivo del estudio:

• Sintetizar y caracterizar los derivados del ciclofenileno que incorporan grupos tris-azo.
• Investigar las propiedades estructurales, térmicas y fotoquímicas de estos nuevos compuestos.
• Explorar la influencia de la forma molecular y la estructura electrónica en su comportamiento.

Principales métodos:

• Síntesis orgánica en varios pasos para construir el andamio de ciclofenileno con enlaces tris-azo.
• Difracción de rayos X de un solo cristal para determinar las estructuras en estado sólido.
• Espectroscopia UV-Vis y experimentos fotoquímicos para el estudio de la isomerización.
• Cálculos de la Teoría Funcional de Densidad (DFT) para analizar las propiedades electrónicas.

Principales resultados:

• Síntesis exitosa de derivados [3] de cicloazobenzeno con grupos tris-azo.
• El derivado más pequeño exhibe una conformación triangular de todo cis con embalaje de cristal con patrón de Kagome.
• El derivado con puente de bifenileno se somete a isomerización fotoinducida y conversión selectiva catalizada por ácido a una forma totalmente trans.
• Los cálculos de DFT muestran una correlación entre el cambio de forma (triangular a circular) y la modificación de la estructura electrónica (aumento de HOMO, disminución de LUMO).

Conclusiones:

• La funcionalización tris-azo de los cicloparafenilenos conduce a propiedades estructurales y fotofísicas únicas.
• La tensión del anillo y el empaque de cristales influyen significativamente en la estabilidad del isómero all-cis.
• La fotoisomerización y las transformaciones inducidas por el ácido ofrecen vías para controlar la forma molecular y las características electrónicas.
• Estos hallazgos contribuyen al desarrollo de nuevos sistemas conjugados π con propiedades sintonizables para aplicaciones avanzadas.