IBM Technologies ajuda químicos de imagens químicas em Arins

O IBM Research Center, juntamente com a Universidade de Santiago de Compostela, conseguiu obter imagens de ligações químicas em arins. Estes são compostos orgânicos bastante complexos e altamente ativos. O representante mais simples da série pode ser obtido removendo dois substituintes no benzeno com a formação de uma ligação tripla. De um modo geral, as arinas (ciclohexadieninas) são derivados do desidrobenzeno. Por exemplo, eles são formados pela interação com bases fortes (amidas metálicas, C4H9Li, etc.) de compostos aromáticos contendo halogênio, pela desalogenação de seus derivados o-dihalogênio e pela divisão de sais de diazônio orto-substituídos. Os arins entram facilmente em reações de adição eletrofílica e nucleofílica, além de cicloadição.

Para obter imagens de ligações químicas em arins, os autores do trabalho ( publicadoNature Chemistry) utilizou técnicas de microscopia de sonda de varredura. Durante a implementação do projeto para o estudo dos compostos discutidos acima, verificou-se que a contribuição máxima não é feita por um sistema comum com uma ligação tripla, mas por um análogo desse composto com três ligações duplas cumuladas.

Para obter os compostos necessários, os cientistas trabalharam com um derivado diiodo do naftoperileno. Esta substância foi aplicada a baixa temperatura em uma placa de cobre, com uma camada previamente aplicada de cloreto de sódio. Este composto mineral protegeu o naftoperileno da reação com a superfície. Para obter a molécula alvo, os cientistas usaram uma corrente fornecida pela ponta da agulha de um microscópio com sonda de varredura e o próprio composto, o que permitiu a remoção de átomos de iodo.



A parte superior da imagem é diiodonaftaleno, naftaleno não substituído. A parte inferior é a formação de arina (Niko Pavliček et al. / Nature Chemistry, 2015)

Usando a mesma agulha de um microscópio de varredura, os cientistas transferiram átomos de iodo desconectados; caso contrário, houve problemas com a visualização da imagem. Depois de concluir todo o procedimento, uma molécula de arina permaneceu na placa. Para tornar a ponta da agulha do microscópio ainda mais nítida, uma molécula de CO foi colocada em sua extremidade, o que possibilitou melhorar a qualidade das imagens.

A região da molécula da qual o iodo foi separado é bastante proeminente devido à maior densidade eletrônica. Esse fenômeno é causado por uma grande ordem de comunicação nessa área, e os cientistas chegaram a determinar o valor dessa ordem com um alto grau de precisão.



Como se viu, a ordem da conexão recém-formada depende em grande parte da influência de três possíveis estruturas eletrônicas nas quais o próprio composto existe. Pode ser uma ligação cumulena (com três ligações duplas), uma ligação arina (uma ligação tripla no anel) e uma ligação biradical com dois radicais no lugar do iodo clivado. O comprimento da nova ligação é de 0,126 nm. Isso mostra que é a estrutura cumulena que tem maior influência.



A estrutura dos arins foi confirmada em meados do século XX. As próprias substâncias são elementos importantes na cadeia de síntese de medicamentos e compostos orgânicos utilizados na indústria.

Todo o trabalho foi realizado pelos autores a uma temperatura de 5 Kelvin.

Source: https://habr.com/ru/post/pt382413/