Химики синтезировали молекулу-пропеллер

Темы

Структура трибензодекациклена Xin Geng et al./JOC
Структура трибензодекациклена
Xin Geng et al./JOC

Химики из Туланского университета впервые синтезировали молекулярный пропеллер на основе декациклена. Ключевым инструментом стала реакция кротоновой конденсации, позволившая собрать отдельные лопасти пропеллера вместе. Работа опубликована в The Journal of Organic Chemistry.

В качестве стратегии сборки молекулы авторы решили использовать реакцию конденсации между тремя молекулами-лопастями, катализируемую хлоридом титана. Роль «лопастей» исполняли полиароматические соединения, производные антрацена и тетрацена, содержащие мостики с кетогруппами. Именно мостики и выполнили роль стыков между молекулами в результате протекания химической реакции.

Альдольно-кротоновая конденсация — одна из классических реакций альдегидов и кетонов. В результате первой стадии образуется связь между карбонильным атомом углерода одной молекулы и атомом углерода, расположенным по соседству от карбонильной группы в другой молекуле. На следующей стадии происходит отщепление молекулы воды и образовавшаяся связь становится двойной, сопряженной с двойной связью углерод-кислород карбонильной группы.

Схема синтеза производных декациклена Xin Geng et al./JOC
Схема синтеза производных декациклена
Xin Geng et al./JOC

Как правило, альдольно-кротоновую конденсацию катализируют небольшими добавками кислот или оснований, однако в данном случае авторы работы использовали кислоту Льюиса — TiCl4, это позволило реакции протекать с большой скоростью даже несмотря на пространственные затруднения, вызванные большими размерами молекул. В реакционной смеси происходило последовательно три реакции конденсации, приводившие к образованию «пропеллеров», в которых «лопасти» крепятся к образовавшемуся в центре бензольному кольцу.  

Соединение, полученное из антраценовой производной, оказалось красным порошком. По данным кристаллографии, лопасти в нем развернуты под углом 22о к плоскости центрального бензольного кольца. Его аналог из тетрацена оказался синим твердым веществом, однако был получен с очень малым выходом, менее одного процента, и кристалл получить для него не удалось.

Впервые декациклен был получен более 100 лет назад и многие его производные хорошо известны химикам. Однако подобные «пропеллеры» были синтезированы впервые. Эти молекулы обладают оптической активностью, то есть возможно существование двух изомерных «пропеллеров», являющихся зеркальными отражениями друг друга и не совместимых между собой. По словам авторов, внесение в структуру «лопастей» объемных заместителей может привести к формированию оптических свойств, сопоставимых с гелиценами.

Добавить комментарий

Ограниченный HTML

  • Допустимые HTML-теги: <a href hreflang> <em> <strong> <cite> <blockquote cite> <code> <ul type> <ol start type> <li> <dl> <dt> <dd> <h2 id> <h3 id> <h4 id> <h5 id> <h6 id>
  • Строки и абзацы переносятся автоматически.
  • Адреса веб-страниц и email-адреса преобразовываются в ссылки автоматически.
CAPTCHA
А не робот ли вы случайно?
5 + 3 =
Решите эту простую математическую задачу и введите результат. Например, для 1+3, введите 4.