El olimpeno es una molécula orgánica basada en carbono formada por cinco anillos, de los cuales cuatro son anillos de benceno , unidos en forma de anillos olímpicos .
La molécula fue concebida en marzo de 2010 como una forma de celebrar los Juegos Olímpicos de Londres 2012 por Graham Richards de la Universidad de Oxford y Antony Williams . Fue sintetizada por primera vez por los investigadores Anish Mistry y David Fox de la Universidad de Warwick en el Reino Unido. [1] [2] [3] Las energías relativas del olimpiceno y sus isómeros fueron predichas por primera vez a partir de cálculos de estructura electrónica cuántica por Andrew Valentine y David Mazziotti de la Universidad de Chicago . [4]
El olimpeno tiene 18 electrones pi en su sistema de anillos; como es una molécula plana, esto la convierte en una molécula aromática . El anillo central no es un anillo aromático.
Desde hace muchos años se conoce una molécula muy similar ( benzo[ c ]fenantreno ) que carece del espaciador −CH 2 − entre los dos lados de la molécula. [5] Esta molécula anterior se ha estudiado mediante cristalografía de rayos X y, debido al choque estérico entre dos átomos de hidrógeno, la molécula no es plana. [6] Es probable que el olimpiceno sea más plano, ya que no existirá ningún choque estérico entre los dos anillos.
Desde hace décadas se conoce una molécula en la que el espaciador −CH 2 − ha sido reemplazado por un grupo cetona (C=O) ( naftantrona ). [7] Hace tiempo que se conocen moléculas en las que el espaciador −CH 2 − ha sido reemplazado por átomos de oxígeno y azufre. [8] El compuesto de azufre tiene un ángulo C–S–C de 104,53°, lo que sugiere que el átomo de azufre es un átomo hibridado sp 3 en lugar de ser sp 2 . Esto sugiere que el átomo de azufre no es parte del sistema pi de la molécula.
El profesor Sir Martyn Poliakoff de la Universidad de Nottingham ha señalado que los anillos olímpicos están interconectados, en lugar de tangentes como en el olimpiceno, y que se podría lograr una mejor semejanza utilizando catenanos . En 1994, Fraser Stoddart sintetizó una molécula olímpica basada en catenano y la denominó olimpiadano . [9]
La síntesis comienza con una reacción de Wittig del carboxaldehído de pireno . Para obtener el iluro necesario, primero se hace reaccionar la trifenilfosfina con bromoacetato de etilo para formar una sal de fosfonio ; después del tratamiento de esta sal con una base suave, el iluro puede reaccionar con el aldehído en tolueno . Después de la hidrogenación del compuesto carbonílico alfa, beta insaturado utilizando hidrógeno y paladio en acetato de etilo, el éster se convirtió en cloruro de ácido utilizando hidróxido de potasio , ácido y luego cloruro de tionilo . [ verificación fallida ] Por medio de una reacción de Friedel-Crafts utilizando cloruro de aluminio en diclorometano se formó una cetona. Al reducir esta cetona con hidruro de litio y aluminio se obtuvo el alcohol 3,4-dihidro-5 H -benzo[ cd ]piren-5-ol, el 3,4-dihidro-5 H -benzo[ cd ]piren-5-ol se trató con un ácido en forma de resina de intercambio iónico para proporcionar el producto. [10]
Se obtuvieron imágenes preliminares de este material mediante microscopía de efecto túnel . En 2012, investigadores de IBM en Zúrich obtuvieron imágenes más detalladas mediante microscopía de fuerza atómica sin contacto. [11] [12]