Un nuovo approccio porta alla tanto attesa formazione di anelli formati da tre pirroli, che potrebbe essere utilizzato per produrre composti con una serie di proprietà interessanti, e spiega perché non sono stati osservati prima.

I chimici dell'Università di Hokkaido hanno risposto a una domanda di vecchia data:perché i monomeri di pirrolo formano composti a forma di anello che comprendono quattro ma mai tre pirroli? Le loro scoperte, pubblicato in Giornale della Società Chimica Americana , potrebbe consentire lo sviluppo di nuovi composti con proprietà uniche.

Il pirrolo è un composto organico aromatico costituito da carbonio, atomi di idrogeno e azoto. Quando quattro molecole di pirrolo si combinano, formano macrocicli tetrapirrolici a forma di anello, che si trovano in natura in molte forme, tra cui eme e clorofilla, e svolgono ruoli biologici critici nel trasporto dell'ossigeno, raccolta della luce e trasporto di elettroni. Gli scienziati hanno trovato il modo di fabbricare macrocicli sintetici di tetrapirrolo da utilizzare come catalizzatori, fotosensibilizzatori e materiali optoelettronici. Ma da tempo si chiedono perché non vedono mai macrocicli tripyrrolici.

Ora pensano di sapere perché.

Il chimico organico dell'Università di Hokkaido Yasuhide Inokuma e Jonathan Sessler dell'Università del Texas ad Austin hanno guidato un team di scienziati per cercare di sintetizzare un macrociclo del tripyrrolo, basandosi su lavori precedenti in cui hanno progettato oligochetoni alifatici con lunghezze di catena precise. I polichetoni alifatici sono composti che appartengono ad una classe di materie plastiche che hanno proprietà interessanti per l'utilizzo nei processi industriali; Gli oligochetoni alifatici sono ritagli (analoghi più corti) di polichetoni preparati come precursori di macromolecole tripyrroliche.

Gli scienziati hanno utilizzato un processo chimico a più fasi e hanno trasformato con successo un composto di esachetone lineare in cristalli di un macrociclo di tripyrrolo chiamato calix[3]pirrolo.

Ad un esame più attento dei cristalli, hanno scoperto che il tripyrrolo aveva una forma distorta, indicando che stava sperimentando uno sforzo. La dissoluzione del composto in un solvente organico contenente un acido debole a temperatura ambiente ne ha provocato la trasformazione, in una manciata di secondi, in calix[6]pirrolo. Questo è stato seguito da un cambiamento più lento di quattro ore in calix[4]pyrrole. È stato scoperto che gli ultimi due composti subiscono uno sforzo significativamente inferiore rispetto al loro precursore tripyrrolo. Ulteriore, gli scienziati hanno scoperto che potevano stabilizzare il loro tripyrrolo e ostacolare la trasformazione formando complessi con un atomo di fluoro o boro.

"Il nostro studio aiuta a spiegare l'assenza di macrocicli tripyrrolici osservabili durante le sintesi classiche della porfirina, " dice Inokuma. "Questi composti sono altamente tesi e possono subire una facile e rapida espansione dell'anello".

Inoltre, l'approccio di successo del team per la fabbricazione e la stabilizzazione di un macrociclo tripyrrolico potrebbe portare allo sviluppo di nuove porfirine sintetiche da utilizzare in una varietà di industrie.