Углерод может существовать в разных формах, называемых аллотропами, что дает ему совершенно разные свойства от цвета до формы до твердости. Например, в алмазе каждый атом углерода связан с четырьмя соседними углеродами, тогда как в графите каждый атом углерода связан с тремя соседними углеродами. Вновь синтезированная молекула состоит из 48 атомов углерода в чередующейся схеме одной/тройной связи. Названный цикло[48]Углерод, он достаточно стабилен для спектроскопической характеристики в растворе при комнатной температуре.
Химическая структура циклоа[48]углерод [4]Катенан. Изображение предоставлено: Гарри Андерсон.
Доктор Юйз Гао из Оксфордского университета и коллеги синтезировали цикло[48]молекула углерода как [4]Catenane, т.е. с кольцом C48, прорезанным тремя другими макроциклами.
Эти резьбовые макроциклы увеличивают стабильность C48, предотвращая доступ к защищенному циклоуглеводу.
Ранее молекулярные кольца, состоящие исключительно из атомов углерода, изучались только в газовой фазе или при очень низких температурах (от 4 до 10 К).
По словам команды, Cyclo[48]Углерод стабилен в растворе при 293 К (20 градусов по Цельсию).
Это было достигнуто с использованием резьбовых макроциклов, выбирая большой циклоуглерод с низким уровнем деформации, и развивая легкие условия реакции для стадии разоблачения реакции (где молекула предшественника преобразуется в конечный продукт).
«Достижение стабильных циклокубен в флаконе в условиях окружающей среды является фундаментальным шагом», – сказал доктор Гао.
«Это облегчит изучение их реактивности и свойств в нормальных лабораторных условиях».
Затем исследователи использовали масс-спектрометрию, ЯМР, ультрафиолетовую и коммунальную спектроскопию для характеристики циклодоверного катенана.
Наблюдение за одним интенсивным резонансом ЯМР 13C для всех 48 атомов углерода SP1 указывает на то, что все углероды находятся в эквивалентных средах, что дает убедительные доказательства структуры циклоуглерода катенана.
«Это достижение знаменует собой кульминацию долгого стремления синтезировать циклоуглеродные катенаны, основываясь на надежде, что они могут быть достаточно стабильными, чтобы учиться при комнатной температуре», – сказал профессор Андерсен.
Команда работа был опубликован в журнале НаукаПолем
_____
Yueze Gao и дрПолем 2025. Стабилизация фазы раствора циклоуглеродной образованием катенана. Наука 389 (6761): 708-710; doi: 10.1126/science.ady6054
2025-08-15 20:04:00
1755293634
#Химики #синтезируют #новую #углеродную #аллотропу
Читайте также
