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Sintetizan cuarenta años después el kekuleno, un icono de la química orgánica

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Sintetizan cuarenta años después el kekuleno, un icono de la química orgánica

Investigadores del CiQUS desarrollan una nueva ruta sintética para aislar el ‘kekuleno’; una molécula de la familia de los cicloarenos que, cuatro décadas más tarde, ha sido nuevamente sintetizada y visualizada por primera vez.

A finales del siglo XIX, el químico alemán August Kekulé descubría la estructura del benceno, sentando las bases para comprender la singular estabilidad de los llamados ‘compuestos aromáticos’. Más de un siglo después, los científicos François Diederich y Heinz A. Staab publicaron en la revista Angewandte Chemie la primera síntesis de un nuevo compuesto al que llamaron kekuleno en honor a Kekulé, por la similitud estructural con la molécula de benceno.

Desde entonces, ninguna otra publicación había vuelto a informar sobre la síntesis del kekuleno, aun tratándose del miembro mejor estudiado de la familia de los ciclorarenos. Las peculiaridades de su estructura molecular y electrónica han sido objeto de debate durante décadas, y en los últimos tiempos ha despertado una renovada atención entre los químicos, tras observar que este tipo de moléculas sirven como modelos en el diseño de poros de grafeno.

Cuarenta y un años más tarde de su primera síntesis en 1978, un equipo formado por Dolores Pérez, Iago Pozo, Enrique Guitián y Diego Peña en el CiQUS (Centro Singular de Investigación en Química Biológica y Materiales Moleculares de la Universidad de Santiago de Compostela), en colaboración con el grupo del investigador Leo Gross en el IBM Research Zurich (Suiza)y con el apoyo computacional de Manuel Melle-Franco en la Universidade de Aveiro (Portugal), ha conseguido volver a aislar este icónico compuesto y, por primera vez, visualizar su estructura con resolución atómica usando la técnica de Microscopía de Fuerza Atómica (AFM). El trabajo ha sido publicado en la reconocida revista Journal of the American Chemical Society.

Para el investigador del CiQUS Iago Pozo, primer autor del artículo, la síntesis de los cicloarenos es extremadamente desafiante: «lo que hemos hecho en este trabajo es simplificar y mejorar la primera parte de la síntesis del kekuleno, construyendo en un único paso un intermedio sintético de gran importancia», afirma. «Ello nos ha permitido obtener cantidades significativas de este compuesto intermedio para, a partir de ahí, completar la preparación del kekuleno siguiendo la ruta propuesta por Diederich y Staab en los últimos pasos», explica el investigador predoctoral.

En lo que respecta a la visualización nanométrica de la molécula, Diego Peña explica que «el estudio del kekuleno mediante AFM de ultra-alta resolución, abordado por nuestros colegas del IBM Research en Zúrich, nos facilitó imágenes extremadamente precisas de moléculas individuales de este hidrocarburo considerado un icono de la química orgánica». Las imágenes AFM proporcionaron mayores evidencias sobre la distribución electrónica en el kekuleno, que como señalan los investigadores «coincide con ‘el modelo de Clar’, una de las estructuras predichas con anterioridad, y descarta una deslocalización electrónica global en la molécula, sugerida por algunos autores y asociada al concepto de superaromaticidad».

Los resultados de este trabajo son un nuevo estímulo a la labor del grupo de investigación en torno a los hidrocarburos aromáticos. Así se desprende de las palabras de Dolores Pérez, una de las autoras responsables del artículo: «continuaremos aplicando la química de los arinos como bloques de construcción en distintos compuestos no convencionales y, por supuesto, seguiremos combinando esta experiencia sintética con las poderosas técnicas de microscopía avanzada como el AFM», asegura.

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