Il Prof. Dr. Robert Kretschmer, professore di Chimica Inorganica alla Chemnitz University of Technology, esamina i cristalli davanti a un diffrattometro. Credito:Jacob Müller | Università di tecnologia di Chemnitz
I ricercatori della Chemnitz University of Technology, della Humboldt Universität Berlin e della Philipps-Universität Marburg riescono a sintetizzare una molecola che in realtà non dovrebbe esistere.
Quanti atomi può avere un anello aromatico se contiene solo due elettroni? La risposta è stata recentemente cambiata:cinque! Per la prima volta, un team di chimica è riuscito a sintetizzare e descrivere un composto aromatico a cinque membri, un'importante classe di sostanze in chimica, combinando esperimento e teoria. Hanno così ottenuto ciò che era stato tentato per decenni e nel frattempo era stato considerato impossibile. I gruppi di ricerca guidati dal professore di chimica Dr. Robert Kretschmer della Chemnitz University of Technology, dal Dr. Oliver Dumele dell'Università Humboldt di Berlino e dal professore di chimica Dr. Florian Weigend dell'Università Philipps di Marburg riferiscono le loro scoperte sulla rivista Angewandte Chemie International Edition .
I composti aromatici non devono essere necessariamente profumati
"Il termine aromatico è solitamente associato all'odore di un composto. In chimica, tuttavia, indica anche composti che formano un anello in cui possono essere distribuiti gli elettroni. Questo rende gli anelli più stabili, motivo per cui si stima che intorno due terzi dei composti chimici oggi conosciuti sono completamente o parzialmente aromatici", spiega Kretschmer.
L'aromaticità è uno dei concetti fondamentali della chimica e può essere fatta risalire al chimico tedesco August Kekulé. Dal suo lavoro seminale nel 1865, i ricercatori hanno cercato di trovare una definizione generale e continuano a scoprire nuovi tipi di aromaticità. Affinché una molecola sia considerata aromatica, deve distribuire almeno due elettroni attraverso l'anello. Nella maggior parte dei casi, tuttavia, ce ne sono molto di più, che vanno da sei a un massimo, finora, di 162 elettroni. Sebbene il record per il numero massimo di elettroni sia stato regolarmente aumentato, in precedenza si presumeva che i due elettroni minimamente richiesti potessero stabilizzare solo anelli con un massimo di quattro atomi. Questo perché più grande diventa un anello, meno elettroni aggiuntivi sono disponibili per atomo, motivo per cui l'effetto stabilizzante diventa sempre più piccolo.
Conclusione sorprendente:due elettroni possono stabilizzare anelli con cinque atomi
Il team guidato dal Prof. Dr. Robert Kretschmer, che ha recentemente assunto la cattedra di Chimica Inorganica presso la Chemnitz University of Technology, è ora riuscito a spostare questo confine. Hanno sintetizzato un composto che contiene un anello planare di cinque atomi di gallio.
"Quando abbiamo visto la struttura cristallina, siamo rimasti piuttosto colpiti", dice Kretschmer, "poiché il fatto che l'anello sia piatto e che i legami all'interno dell'anello abbiano una spaziatura simile sono già chiare indicazioni del carattere aromatico della molecola".
Gli studi spettroscopici hanno poi fornito ulteriori prove della sua natura aromatica. In collaborazione con i gruppi di ricerca di Oliver Dumele a Berlino e Florian Weigend a Marburg, la nuova molecola è stata anche studiata computazionalmente. Il risultato:"Il composto è aromatico, anche se solo debolmente, ma questo ci si può aspettare se due elettroni devono essere distribuiti su cinque atomi dell'anello", afferma Kretschmer.
Successivamente, i ricercatori di Berlino, Chemnitz e Marburg vogliono studiare la reattività del nuovo composto in modo più dettagliato e utilizzarlo per la sintesi di nuovi complessi. + Esplora ulteriormente
