Por vez primeira visualizan a estrutura dunha molécula de kekuleno con precisión atómica
A finais do século XIX, o químico alemán August Kekulé descubría a estrutura do benceno, sentando as bases para comprender a singular estabilidade dos chamados ‘compostos aromáticos’. Máis dun século despois, os científicos François Diederich e Heinz A. Staab publicaron na revista Angewandte Chemie a primeira síntese dun novo composto ao que chamaron kekuleno en honra a Kekulé, pola similitude estrutural coa molécula de benceno. Dende entón, ningunha outra publicación volvera informar sobre a síntese do kekuleno, mesmo tratándose do membro mellor estudado da familia dos ciclorarenos. As peculiaridades da súa estrutura molecular e electrónica foron obxecto de debate durante décadas e nos últimos tempos espertou unha renovada atención entre os químicos, tras observar que este tipo de moléculas serven como modelos no deseño de poros de grafeno.
Corenta e un anos máis tarde da súa primeira síntese en 1978, un equipo formado por Dolores Pérez, Iago Pozo, Enrique Guitián e Diego Peña no Centro Singular de Investigación en Química Biolóxica e Materiais Moleculares da Universidade de Santiago de Compostela (CiQUS), en colaboración co grupo do investigador Leo Gross no IBM Research Zúric (Suíza) e co apoio computacional de Manuel Melle-Franco na Universidade de Aveiro (Portugal), foi quen de volver illar este icónico composto e, por primeira vez, visualizar a súa estrutura con resolución atómica, usando a técnica de Microscopía de Forza Atómica (AFM). O traballo foi publicado na recoñecida revista Journal of the American Chemical Society .
Para o investigador do CiQUS Iago Pozo, primeiro autor do artigo, a síntese dos cicloarenos é extremadamente desafiante, “o que fixemos neste traballo é simplificar e mellorar a primeira parte da síntese do kekuleno, construíndo nun único paso un intermedio sintético de grande importancia. Isto permitiunos obter cantidades significativas deste composto intermedio para, a partir de aí, completar a preparación do kekuleno seguindo o roteiro proposto por Diederich e Staab nos últimos pasos”, explica o investigador predoutoral.
No que respecta á visualización nanométrica da molécula, Diego Peña explica que “o estudo do kekuleno mediante AFM de ultra-alta resolución, abordado polos nosos colegas do IBM Research en Zúric, facilitounos imaxes extremadamente precisas de moléculas individuais deste hidrocarburo, considerado un emblema da química orgánica”. As imaxes AFM proporcionaron maiores evidencias sobre a distribución electrónica no kekuleno, que como sinalan os investigadores “coincide co ‘modelo de Clar’, unha das estruturas preditas con anterioridade, e descarta unha deslocalización electrónica global na molécula, suxerida por algúns autores e asociada ao concepto de superaromaticidade”.
Os resultados deste traballo son un novo estímulo ao labor do grupo de investigación ao redor dos hidrocarburos aromáticos. Así se desprende das palabras de Dolores Pérez, unha das autoras responsables do artigo, “continuaremos aplicando a química dos arinos como bloques de construción en distintos compostos non convencionais e, por suposto, seguiremos combinando esta experiencia sintética coas poderosas técnicas de microscopía avanzada como o AFM”, asegura.