Химики синтезировали молекулярную «пентаграмму»

Структура [5] радиалена, защищенного карбонильными комплексами железа

Изображение: Emily G. Mackay et al. / American Chemical Society, 2015

Австралийским химикам впервые удалось получить незамещенный [5]радиален, соединение, формально являющееся мономером фуллерена C60. Несмотря на кажущуюся простой структуру, ни одна из попыток ее синтеза за последние 20 лет не увенчалась успехом.Синтез описан в Journal of American Chemical Society.

Авторы работы определили с помощью методов компьютерного моделирования, что [5]радиален обладает очень высокой (на 3-6 порядков) реакционной способностью по сравнению с другими представителями своего класса. В частности он легко вступает в реакцию Дильса-Альдера, в ходе которой две отдельные молекулы соединяются в новое циклическое соединение. Поэтому в ходе синтеза предшественники радиалена, как и он сам, «собирались» на специальном стабилизирующем «верстаке» — карбонильном комплексе железа. 

В результате синтеза авторы получили комплексное соединение желтого цвета, в котором молекула [5]радиалена была окружена двумя фрагментами карбонила железа. Эти фрагменты, из-за своего большого размера, предотвращали взаимодействие между отдельными молекулами органического соединения и не позволяли протекать реакциям циклизации.

Как и предполагали авторы, при попытке извлечь радиален из комплекса с железом он быстро начинает вступать в различные реакции. Так, при -20оС половина всего свободного вещества в растворе вступает в реакцию полимеризации за 16 минут.

Радиалены — один из четырех фундаментальных классов химических соединений, в которых все атомы углерода находятся в так называемом sp2-гибридизованном состоянии, то есть обладают плоским окружением. Они представляют собой циклические молекулы, к каждому атому углерода которых «привязан» с помощью двойной связи другой атом углерода. В зависимости от количества атомов углерода в цикле, радиалены получают численные индексы — [3], [4], [5], [6]. Треугольные, квадратные и шестиугольные представители класса были синтезированы еще в 1960-1970-х годах, однако об их химических свойствах известно немного. В частности, эти соединения способны воспламеняться на воздухе и вступать в реакции при температурах около -70оС

Владимир Королёв

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.