Китайские химики синтезировали ряд молекул, которые содержат в своей структуре четыре конденсированных ароматических кольца с единым центральным атомом осмия. Выходы реакции составили более 85 процентов, а одно из веществ удалось выделить с 92-процентным выходом. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
Органические соединения, которые содержат в своей структуре несколько бензольных колец, соединенных друг с другом по одной из сторон, называют полициклическими ароматическими углеводородами. Атом углерода в качестве центрального может содержаться не больше, чем в трех конденсированных ароматических кольцах. Для создания более сложных структур его можно заменить атомом переходного металла, наличие d-орбиталей которого в теории должно позволять удерживать вокруг себя более трех конденсированных ароматических колец. Однако экспериментально синтезировать такие молекулы удавалось только с двумя или тремя кольцами.
Чженюй Лу (Zhengyu Lu) с коллегами из Сямэньского университета предположили, что реакционно активные металлароматические соединения с тремя конденсированными пятичленными кольцами идеально подойдут как субстрат для циклоприсоединения ненасыщенных органических веществ, образуя таким образом молекулы с четырьмя конденсированными кольцами. Синтетики ввели в реакцию трициклическое вещество с единым атомом осмия в центре, образовывающим с одним из углеродов тройную связь. По задумке авторов статьи, малый размер ароматического кольца с атомом переходного металла способствовал активации тройной связи. По ней должна была присоединиться молекула азида — соединения с тремя атомами азота, соединенными двойными связями, которые в результате реакции образуют четвертый пятичленный цикл.
Реакция образования четвертого цикла прошла практически количественно: все из исследованных азидов удалось присоединить с выходом более 85 процентов, а бензилазид прореагировал с металлорганическим комплексом с выходом 92 процента. Состав полученных веществ исследователи подтвердили методами ядерного магнитного резонанса и рентгеновской дифракции.
Для ответа на вопрос, имеют ли новые соединения необычные свойства, авторы сняли спектр поглощения веществами электромагнитного излучения. Комплексные соединения активно поглощали излучение в области от ультрафиолетовой до ближней инфракрасной области (850 нанометров). Предположительно, так происходит из-за сильного сопряжения в ароматической металлорганической структуре. Благодаря способности поглощать инфракрасное излучение раствор одного из синтезированных веществ мог за пять минут нагреваться 808-нанометровым лазером от 29 до 79 градусов Цельсия. Это свойство делает вещество перспективным для использования в области биомедицины или создания фотоэлектрических материалов. А способ синтеза, который предложили авторы, поможет, по их словам, создавать ароматические молекулы с еще более сложной структурой.
Три года назад немецкие и американские химики смогли синтезировать в чистом виде линейную молекулу из семи конденсированных шестичленных колец — гептациклен. А еще двумя годами ранее американские ученые из трех молекул декациклена «собрали» молекулу, похожую на пропеллер.
Алина Кротова
Ученые исследовали фрагменты керамики эпохи неолита, найденные на четырех кранногах на шотландском острове Льюис. Им удалось обнаружить органические остатки мясных и молочных жиров, а также пшеницы. Так, биомаркеры из некоторых сосудов указывают на то, что в них, по всей видимости, готовили молочную кашу. Это первые прямые свидетельства приготовления злаков в керамике такой древности из Шотландии. Как сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature Communications, находки датируются примерно 3640–3360 годами до нашей эры.