Síntese e propriedades do nanografeno em forma de asa

Síntese, Propriedades e Estruturas de Embalagem de Nanografeno N-Dopado em Forma de Asa em Vários Estados de Oxidação. Crédito:American Chemical Society

Nos últimos anos, várias abordagens químicas sintéticas foram investigadas usando compostos aromáticos policíclicos (PAHs) como "nanografenos com estrutura molecular precisa e alta pureza". Se for possível construir montagens e espaços 3D estruturalmente controlados a partir desse grafeno 2D nanométrico, novos materiais com propriedades estruturais únicas podem ser criados. Um grupo de pesquisa da Ehime University vem estudando a síntese e as propriedades físicas do hexapirrolohexaazacoronene (HPHAC), um PAH contendo nitrogênio, usando pirróis. HPHACs, que são compostos de pirróis ricos em elétrons, são facilmente oxidados e suas formas oxidadas de dois elétrons exibem aromaticidade global. No entanto, os únicos estudos relatados sobre HPHACs foram sobre a síntese de monômeros, incluindo análogos, e a elucidação de suas relações estrutura-propriedade. Nenhum estudo foi realizado sobre a síntese de dímeros para estruturas 3D estruturalmente controladas.
Neste estudo, um dímero HPHAC em forma de asa foi sintetizado empregando um esqueleto de biciclooctadieno como um sítio de reticulação estruturalmente rígido. Tal como acontece com o monômero HPHAC conhecido, propriedades redox estáveis foram observadas no dímero recém-sintetizado. Além disso, os modos de montagem característicos dependendo do estado de oxidação foram revelados pela análise da estrutura de cristal único e várias medições espectroscópicas. Além disso, nas espécies tetracatiônicas do dímero HPHAC, a aromaticidade do espaço 3D cercado pelos dois HPHACs foi aumentada. Isso é resultado da influência das propriedades magnéticas e eletrônicas dos HPHACs entre si.

Em pesquisas químicas sintéticas recentes sobre nanografeno, em vez dos compostos planares convencionais, foram relatados compostos de alta dimensão com, por exemplo, estruturas em forma de tigela e sela. Por outro lado, há poucos estudos sobre a construção de conjuntos e espaços 3D estruturalmente controlados e seu uso como unidades constituintes. Os modos versáteis de montagem do nanografeno 3D podem fornecer alta robustez mecânica e uma grande área de superfície e, portanto, espera-se que sejam aplicados a sensores, bioimagem e materiais de conversão de energia. + Explorar mais