Un anillo metálico de cinco miembros amplía los límites de la aromaticidad
Los investigadores consiguen sintetizar una molécula que no debería existir
¿Cuántos átomos puede tener un anillo aromático si sólo contiene dos electrones? La respuesta ha cambiado recientemente: ¡cinco! Por primera vez, un equipo de químicos ha conseguido sintetizar y describir un compuesto aromático de cinco miembros -una importante clase de sustancias en química- combinando experimento y teoría. De este modo, han logrado lo que se había intentado durante décadas y se había considerado imposible entretanto. Los grupos de investigación dirigidos por el Dr. Robert Kretschmer, catedrático de química de la Universidad Tecnológica de Chemnitz, el Dr. Oliver Dumele, de la Universidad Humboldt de Berlín, y el Dr. Florian Weigend, catedrático de química de la Universidad Philipps de Marburgo, informan de sus hallazgos en la revista "Angewandte Chemie International Edition".
El profesor Dr. Robert Kretschmer, catedrático de Química Inorgánica de la Universidad Tecnológica de Chemnitz, examina los cristales frente a un difractómetro.
Jacob Müller
Los compuestos aromáticos no tienen por qué ser necesariamente perfumados
"El término aromático suele asociarse al olor de un compuesto. Sin embargo, en química también se refiere a los compuestos que forman un anillo en el que se pueden distribuir los electrones. Esto hace que los anillos sean más estables, por lo que se calcula que alrededor de dos tercios de los compuestos químicos conocidos hoy en día son total o parcialmente aromáticos", explica Kretschmer.
"La aromaticidad es uno de los conceptos más fundamentales de la química y se remonta al químico alemán August Kekulé. Desde su trabajo seminal de 1865, los investigadores han tratado de encontrar una definición general y siguen descubriendo nuevos tipos de aromaticidad. Para que una molécula se considere aromática, debe distribuir al menos dos electrones en el anillo. Sin embargo, en la mayoría de los casos hay bastantes más, entre seis y, hasta ahora, un máximo de 162 electrones. Aunque el récord del número máximo de electrones se ha ido elevando con regularidad, antes se suponía que los dos electrones mínimamente necesarios sólo pueden estabilizar anillos con un máximo de cuatro átomos. Esto se debe a que cuanto más grande es un anillo, menos electrones adicionales hay disponibles por átomo, por lo que el efecto estabilizador es cada vez menor.
Conclusión sorprendente: dos electrones pueden estabilizar anillos con cinco átomos
El equipo dirigido por el Prof. Dr. Robert Kretschmer, que ha asumido recientemente la cátedra de Química Inorgánica de la Universidad Tecnológica de Chemnitz, ha conseguido ahora desplazar este límite. Han sintetizado un compuesto que contiene un anillo plano de cinco átomos de galio. "Cuando vimos la estructura cristalina, nos quedamos bastante impresionados", dice Kretschmer, "ya que el hecho de que el anillo sea plano y de que los enlaces dentro del anillo tengan un espaciado similar son ya claros indicios del carácter aromático de la molécula." A continuación, los estudios espectroscópicos aportaron más pruebas de su naturaleza aromática. En colaboración con los grupos de investigación de Oliver Dumele, en Berlín, y Florian Weigend, en Marburgo, la nueva molécula también se investigó computacionalmente. El resultado: "El compuesto es aromático, aunque de forma débil, pero esto es de esperar si hay que distribuir dos electrones en cinco átomos del anillo", dice Kretschmer.
A continuación, los investigadores de Berlín, Chemnitz y Marburgo quieren estudiar con más detalle la reactividad del nuevo compuesto y utilizarlo para la síntesis de nuevos complejos.
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