Un nuevo enfoque conduce a la tan esperada formación de anillos hechos de tres pirroles, que podría usarse para producir compuestos con una serie de propiedades interesantes, y explica por qué no se han observado antes.

Los químicos de la Universidad de Hokkaido han respondido una pregunta de larga data:¿Por qué los monómeros de pirrol forman compuestos en forma de anillo que comprenden cuatro pero nunca tres pirroles? Sus hallazgos, publicado en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense , podría permitir el desarrollo de nuevos compuestos con propiedades únicas.

El pirrol es un compuesto orgánico aromático hecho de carbono, átomos de hidrógeno y nitrógeno. Cuando se combinan cuatro moléculas de pirrol, forman macrociclos de tetrapirrol en forma de anillo, que se encuentran en la naturaleza en muchas formas, incluidos el hemo y la clorofila, y desempeñan funciones biológicas críticas en el transporte de oxígeno, recolección de luz y transporte de electrones. Los científicos han encontrado formas de fabricar macrociclos de tetrapirrol sintéticos para su uso como catalizadores, fotosensibilizadores y materiales optoelectrónicos. Pero durante mucho tiempo se han preguntado por qué nunca ven macrociclos tripirrólicos.

Ahora creen que saben por qué.

El químico orgánico de la Universidad de Hokkaido Yasuhide Inokuma y Jonathan Sessler de la Universidad de Texas en Austin dirigieron un equipo de científicos para tratar de sintetizar un macrociclo tripirrol, basándose en trabajos anteriores en los que diseñaron oligocetonas alifáticas con longitudes de cadena precisas. Las policetonas alifáticas son compuestos que pertenecen a una clase de plásticos que tienen propiedades interesantes para su uso en procesos industriales; Las oligocetonas alifáticas son recortes (análogos más cortos) de policetonas preparadas como precursoras de macromoléculas tripirrólicas.

Los científicos utilizaron un proceso químico de varios pasos y transformaron con éxito un compuesto de hexacetona lineal en cristales de un macrociclo de tripirrol llamado calix [3] pirrol.

Tras un examen más detenido de los cristales, encontraron que el tripirrol tenía una forma distorsionada, indicando que estaba experimentando tensión. La disolución del compuesto en un disolvente orgánico que contenía un ácido débil a temperatura ambiente hizo que se transformara, en cuestión de segundos, en calix [6] pirrol. Esto fue seguido por un cambio más lento de cuatro horas en calix [4] pirrol. Se encontró que los dos últimos compuestos experimentan una tensión significativamente menor que su precursor tripirrol. Más lejos, los científicos descubrieron que podían estabilizar su tripirrol y dificultar la transformación formando complejos con un átomo de flúor o boro.

"Nuestro estudio ayuda a explicar la ausencia de macrociclos tripirrólicos observables durante las síntesis clásicas de porfirina, ", dice Inokuma." Estos compuestos están sometidos a una gran tensión y es probable que experimenten una expansión de anillo fácil y rápida ".

Además, El enfoque exitoso del equipo para fabricar y estabilizar un macrociclo tripirrólico podría conducir al desarrollo de nuevas porfirinas sintéticas para su uso en una variedad de industrias.