أصغر حلقة عطرية تم تصنيعها في تاريخ الكيميائيين

Thread Content

منذ اكتشاف حلقة البنزين، أصبح المفهوم العطري مفهومًا مهمًا في الكيمياء. استنادًا إلى بنية حلقة البنزين، تم تصنيع سلسلة من **الحلقات العطرية الصغيرة** ببراعة من قبل الكيميائيين. هل تعرف ما هو أصغر حلقة عطرية؟ في الواقع، تم تسجيل هذا الرقم القياسي لأصغر حلقة عطرية للتو. مؤخرًا، نجح فريق من الكيميائيين بقيادة البروفيسور هولجر براونشفايغ في جامعة فيرتسبورغ الألمانية في تصنيع حلقة ثلاثية الأطوار مستقرة مبنية على ذرات البورون (حلقة B3)، وهي أصغر وأخف حلقة عطرية تم اكتشافها حتى الآن. يمكن لهذه الحلقات العطرية الصغيرة، بالإضافة إلى مساعدتها للباحثين على فهم البنى الكيميائية والروابط الكيميائية بشكل أفضل، أن تكون لها تطبيقات عملية مفيدة أيضًا. استخدم هؤلاء الكيميائيون أيونات الصوديوم لربط حلقتين من نوع B3 معًا على شكل ساندويش، ومن المتوقع أن يُستخدم هذا الهيكل الجزيئي الفريد في تصنيع المواد شبه الموصلة والمواد فائقة التوصيل والمواد المغناطيسية. نُشرت نتائج هذه الدراسة في مجلة “Angew. Chem. Int. Ed.”. أنتج هذا الفريق أيون B3 الحلقي – أي أيون البروبين ثلاثي البورون ذو الشحنة الموجبة، من خلال تفاعل دايكلوروأمين البوران المستبدل بالسيكلوهكسيل مع الصوديوم المعدني في مذيب الديميثوكسي إيثان. تشير نتائج الدراسات في الكيمياء الحسابية والطيفية والكيمياء الكهربائية إلى أن البنية الإلكترونية لحلقة B3 تتوافق مع الهياكل الإلكترونية للمركبات الكربونية العطرية التقليدية، مثل كاتيون السيكلوبروبيل والبنزين. قال ألكسندر آي. بولديريف من جامعة ولاية يوتا: "إن هذا التركيب الجديد يمثل بلا شك اختراقًا كبيرًا، ويفتح آفاقًا جديدة في كيمياء البورون". لقد قام فريقه البحثي بالكثير من الحسابات المتعلقة بالحلقات الكاملة من البورون في السنوات الخمس عشرة الماضية. ربما يتذكر الجميع الجدل المتعلق بالخصائص العطرية والذي شارك فيه الحائز على جائزة نوبل هوفمان؟ بولديريف ينتمي إلى المعسكر المعارض. عادةً ما يقتصر الخاصية العطرية، كما تحددها قواعد هوكل، على المركبات الكربونية، وكانت الحلقات العطرية القليلة المعروفة سابقًا من عناصر غير كربونية مستمدة من عناصر أثقل من الكربون. توقع الكيميائيون منذ زمن بعيد أن الحلقات البورية المسطحة التي تتراوح من B3 إلى B15 أو أكبر قد تكون ذات خصائص عطرية أيضًا. لطالما كان الباحثون مهتمين بتصنيع حلقات البور، لكن تصنيع مركبات حلقية للبور مستقرة وقابلة للفصل يُعد تحديًا كبيرًا. كانت أنجح الطرق سابقًا هي استخدام شعاع ليزر لإنتاج كمية صغيرة من الجزيئات للاستخدام في الأبحاث في الحالة الغازية. “هل يمكن تطبيق مفهوم ومبادئ الخصائص العطرية على الأنظمة التي لا تعتمد على الكربون؟ قد يساعد هذا الاكتشاف في حل مثل هذه النقاشات،" كما قال بونيفاس فوكوا من جامعة كاليفورنيا في ريفرسايد. في عام 2012، شارك فوكوا في تصنيع أول مركب صلب قابل للفصل يحتوي على حلقة بورونية مسطحة، وهو المركب Ti7Rh4Ir2B8. “يشير اكتشاف هذا المركب الجديد من نوع حلقة B3 إلى أنه قد يكون مستقرًا أيضًا في المركبات الصلبة،” كما قال فوكوا. “نأمل أن نتمكن، استنادًا إلى ذلك، من اكتشاف مواد جديدة ذات خصائص رائعة.” ”