Harry Anderson
Estrutura química do ciclo [48] carbono [4] catenano.
Num novo estudo liderado pelo Departamento de Química da Universidade de Oxford, químicos demonstraram a síntese de um ciclocarbono que é suficientemente estável para caracterização espectroscópica em solução à temperatura ambiente.
O estudo, apenas o segundo exemplo de um novo tipo de alótropo molecular de carbono que pode ser estudado sob condições laboratoriais normais, foi publicado a 14 de agosto na revista Science.
Esta é uma conquista rara. O único exemplo anterior de síntese de um novo tipo de alótropo molecular de carbono que pode ser estudado em condições normais foi a síntese de fulerenos, conseguida em 1990 por uma equipa de investigadores do Max Planck Institute, liderada pelo físico alemão Wolfgang Krätschmer.
Na altura, a síntese da nova forma de carbono sólido C60 foi apresentada num artigo publicado na revista Nature.
No novo estudo, a molécula ciclo [48] carbono foi sintetizada como um [4]catenano, isto é, com o anel C48 “enfiado” através de três outros macrociclos. Estes macrociclos enfiados aumentam a estabilidade do C48 ao impedir o acesso ao ciclocarbono protegido.
Anteriormente, anéis moleculares compostos puramente por átomos de carbono só tinham sido estudados na fase gasosa ou a temperaturas muito baixas (4 a 10 K). Agora, a equipa sintetizou um ciclocarbono que é estável em solução a 20°C, com um tempo de meia-vida de 92 horas.
O catenano de ciclocarbono foi caracterizado através de técnicas de RMN, espectrometria de massa, espectroscopia Raman e UV-visível.
A observação de uma única ressonância intensa de RMN de 13C para todos os 48 átomos de carbono indica que todos os carbonos estão em ambientes equivalentes, o que fornece evidência sólida para a estrutura do catenano de ciclocarbono.
“Conseguir ciclocarbonos estáveis num frasco em condições ambientais é um passo fundamental para estudar a sua reatividade e propriedades sob condições laboratoriais normais”, diz Yueze Gao, investigador da Universidade de Oxford e primeiro autor do estudo, num comunicado da universidade.
“Esta conquista marca o culminar de um longo esforço para sintetizar catenanos de ciclocarbono, baseado na esperança de que pudessem ser suficientemente estáveis para estudar à temperatura ambiente”, conclui Harry Andersen professor da Universidade de Oxford e autor principal do estudo.
