Un cycle métallique à cinq chaînons repousse les limites de l'aromaticité
Des chercheurs parviennent à synthétiser une molécule qui ne devrait pas exister.
Combien d'atomes un cycle aromatique peut-il avoir s'il ne contient que deux électrons ? La réponse a récemment été modifiée : cinq ! Pour la première fois, une équipe de chimistes a réussi à synthétiser et à décrire un composé aromatique à cinq chaînons - une classe importante de substances en chimie - en combinant expérience et théorie. Ils ont ainsi réalisé ce qui avait été tenté pendant des décennies et avait été considéré comme impossible entre-temps. Les groupes de recherche dirigés par Robert Kretschmer, professeur de chimie à l'université technique de Chemnitz, Oliver Dumele, de l'université Humboldt de Berlin, et Florian Weigend, professeur de chimie à l'université Philipps de Marbourg, présentent leurs résultats dans la revue "Angewandte Chemie International Edition".
Robert Kretschmer, professeur de chimie inorganique à l'université de technologie de Chemnitz, examine des cristaux devant un diffractomètre.
Jacob Müller
Les composés aromatiques ne sont pas nécessairement odorants
Le terme "aromatique" est généralement associé à l'odeur d'un composé. En chimie, cependant, il désigne également les composés qui forment un cycle dans lequel les électrons peuvent être répartis. Cela rend les cycles plus stables, c'est pourquoi on estime qu'environ deux tiers des composés chimiques connus aujourd'hui sont totalement ou partiellement aromatiques", explique Kretschmer.
"L'aromaticité est l'un des concepts les plus fondamentaux de la chimie et remonte au chimiste allemand August Kekulé. Depuis ses travaux précurseurs en 1865, les chercheurs ont tenté de trouver une définition générale et continuent de découvrir de nouveaux types d'aromaticité. Pour qu'une molécule soit considérée comme aromatique, elle doit répartir au moins deux électrons sur le cycle. Dans la plupart des cas, cependant, il y en a beaucoup plus, entre six et, jusqu'à présent, un maximum de 162 électrons. Si le record du nombre maximal d'électrons a régulièrement été relevé, on supposait jusqu'à présent que les deux électrons requis au minimum ne pouvaient stabiliser que des anneaux comportant un maximum de quatre atomes. En effet, plus un anneau est grand, moins il y a d'électrons supplémentaires disponibles par atome, ce qui explique que l'effet stabilisateur soit de plus en plus faible.
Conclusion surprenante : deux électrons peuvent stabiliser des anneaux à cinq atomes
L'équipe dirigée par le professeur Robert Kretschmer, qui a récemment pris la direction de la chaire de chimie inorganique de l'université technologique de Chemnitz, a réussi à déplacer cette limite. Ils ont synthétisé un composé qui contient un anneau planaire de cinq atomes de gallium. "Lorsque nous avons vu la structure cristalline, nous avons été assez impressionnés", déclare Kretschmer, "car le fait que l'anneau soit plat et que les liaisons à l'intérieur de l'anneau aient un espacement similaire sont déjà des indications claires du caractère aromatique de la molécule." Des études spectroscopiques ont ensuite fourni d'autres preuves de sa nature aromatique. En coopération avec les groupes de recherche d'Oliver Dumele à Berlin et de Florian Weigend à Marbourg, la nouvelle molécule a également été étudiée sur le plan informatique. Le résultat : "Le composé est aromatique, bien que faiblement, mais on peut s'y attendre si deux électrons doivent être distribués sur cinq atomes du cycle", explique Kretschmer.
Les chercheurs de Berlin, Chemnitz et Marbourg veulent maintenant étudier plus en détail la réactivité du nouveau composé et l'utiliser pour la synthèse de nouveaux complexes.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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