Un nanoredo de 18 porfirinas en el límite de tamaño para la aromatización global

Área de la Ciencia:

• Química supramolecular
• Química orgánica
• Química Física

Sus antecedentes:

• La aromaticidad es un concepto fundamental en química, típicamente observado en sistemas cíclicos más pequeños.
• La comprensión de los límites de la aromaticidad en grandes sistemas conjugados π es crucial para el diseño de nuevos materiales.
• Los sistemas π macrocíclicos ofrecen propiedades electrónicas únicas dependiendo de su tamaño y estructura.

Objetivo del estudio:

• Investigar el límite de tamaño para la aromaticidad global en los sistemas π macrocíclicos.
• Para explorar la existencia y la fuerza de las corrientes de anillo en una gran nanorrea de 18 porfirinas.
• Para comparar las propiedades aromáticas de la nanoreda de 18 porfirina con sus análogos más pequeños.

Principales métodos:

• Síntesis de una nanoreda de porfirina 18 utilizando estrategias de plantilla dirigida y de plantilla de Vernier.
• Caracterización del tamaño y la forma de los nanores mediante microscopía de túnel de barrido.
• 19 F titulaciones de oxidación de RMN para sondear las corrientes globales de anillo.
• Cálculos de desplazamiento químico independiente del núcleo (NICS) para la predicción teórica.

Principales resultados:

• Síntesis exitosa de una nanoreda de porfirina de 8 nm de diámetro.
• Pruebas experimentales de corrientes de anillo aromáticas y antiaromáticas débiles en estados oxidados (10+, 12+).
• Los resultados de RMN F confirmaron corrientes de anillo globales, distintas de los controles lineales.
• Los cálculos respaldaron cualitativamente los hallazgos experimentales relativos a la aromaticidad y la antiaromaticidad.
• Se encontró que las corrientes de anillo en el anillo de 18 porfirinas eran al menos dos veces más débiles que en un anillo de 12 porfirinas.

Conclusiones:

• El nanoring de 18 porfirina exhibe aromaticidad global y antiaromaticidad, aunque con corrientes de anillo más débiles en comparación con los sistemas más pequeños.
• Este estudio proporciona evidencia experimental de las limitaciones de tamaño de la aromaticidad global en los sistemas π macrocíclicos.
• Los hallazgos contribuyen a la comprensión de la deslocalización electrónica en moléculas conjugadas grandes.