Em um novo estudo liderado pelo Departamento de Química da Universidade de Oxford, químicos demonstraram a síntese de um ciclocarbono que é estável o suficiente para caracterização espectroscópica em solução à temperatura ambiente.
Em um novo estudo liderado pelo Departamento de Química da Universidade de Oxford, químicos demonstraram a síntese de um ciclocarbono que é estável o suficiente para caracterização espectroscópica em solução à temperatura ambiente.
A síntese de um novo tipo de alótropo molecular de carbono que pode ser estudado sob condições normais de laboratório é uma conquista rara. O único exemplo anterior foi a síntese de fulerenos por Krätschmer et al. em 1990 (Nature 1990).
No novo estudo, a molécula ciclo[48]carbono foi sintetizada como um [4]catenano, ou seja, com o anel C48 passando através de três outros macrociclos. Esses macrociclos threadados aumentam a estabilidade do C48 ao prevenir o acesso ao ciclocarbono protegido.
Anteriormente, anéis moleculares consistindo puramente de átomos de carbono só foram estudados na fase gasosa ou a temperaturas muito baixas (4 a 10 K). Agora, a equipe sintetizou um ciclocarbono que é estável em solução a 20°C (meia-vida de 92 horas). Isso foi alcançado utilizando macrociclos threadados, escolhendo um ciclocarbono grande com um baixo nível de tensão e desenvolvendo condições de reação suaves para a etapa de desmaskagem na reação (onde uma molécula precursora é transformada no produto final).
O catenano ciclocarbono foi caracterizado por espectrometria de massa, RMN, espectroscopia UV-visível e espectroscopia Raman. A observação de uma única ressonância intensa em 13C RMN para todos os 48 átomos de carbono sp1 indica que todos os carbonos estão em ambientes equivalentes, o que fornece uma forte evidência para a estrutura do catenano ciclocarbono.
A autora principal, Dra. Yueze Gao (Departamento de Química, Universidade de Oxford) disse: “Conseguir ciclocarbonos estáveis em um frasco em condições ambientes é um passo fundamental. Isso facilitará o estudo de sua reatividade e propriedades sob condições normais de laboratório.”
O autor sênior do estudo, Professor Harry Andersen (Departamento de Química, Universidade de Oxford) disse: “Essa conquista marca o culminar de um longo esforço para sintetizar catenanos ciclocarbonos, com a esperança de que eles possam ser estáveis o suficiente para serem estudados à temperatura ambiente. A proposta original de concessão foi escrita em 2016, com base em resultados preliminares de 2012 a 2015. É satisfatório ter chegado a este ponto, porque houve muitos momentos em que o objetivo parecia irrealista e inalcançável. Este trabalho não teria sido possível sem as instalações excepcionais para espectroscopia de RMN no Departamento de Química de Oxford.”
O estudo também envolveu pesquisadores da Universidade de Manchester, da Universidade de Bristol e do Centro de Laser, Laboratório Rutherford Appleton.
