En química , los anillos moleculares borromeos son un ejemplo de una arquitectura molecular entrelazada mecánicamente en la que tres macrociclos están entrelazados de tal manera que romper cualquier macrociclo permite que los demás se disocian . Son los ejemplos más pequeños de anillos borromeos . La síntesis de anillos borromeos moleculares fue informada en 2004 por el grupo de J. Fraser Stoddart . El llamado Borromeato se compone de tres macrociclos interpenetrados formados mediante autoensamblaje con plantilla como complejos de zinc . [1]
La síntesis de los sistemas macrocíclicos implica autoensamblajes de dos bloques de construcción orgánicos : 2,6-diformilpiridina (un compuesto aromático con dos grupos aldehído colocados en orto al átomo de nitrógeno del anillo de piridina ) y una diamina simétrica que contiene un meta -sustituido 2. Grupo ,2'-bipiridina . Se agrega acetato de zinc como plantilla para la reacción, lo que da como resultado un catión de zinc en cada uno de los seis sitios de complejación pentacoordinada. Se añade ácido trifluoroacético (TFA) para catalizar las reacciones de formación de enlaces imina . [1] La preparación del Borromeato de tres anillos involucra un total de 18 moléculas precursoras y solo es posible porque los bloques de construcción se autoensamblan a través de 12 interacciones aromáticas pi-pi y 30 enlaces dativos de zinc a nitrógeno . Debido a estas interacciones, el Borromeato es termodinámicamente el producto de reacción más estable entre muchos otros. Como consecuencia de que todas las reacciones que tienen lugar son equilibrios , el boromeato es el producto de reacción predominante. [1]
La reducción con borohidruro de sodio en etanol produce el Borromeand neutro . [2] Una vez eliminado el zinc, los tres macrociclos ya no están unidos químicamente sino que permanecen "entrelazados mecánicamente de tal manera que si sólo se retira uno de los anillos, los otros dos pueden separarse". [3] El Borromeand es, por tanto, un verdadero sistema borromeo, ya que la escisión de un solo enlace imino (a una amina y un acetal ) en esta estructura rompe el enlace mecánico entre los tres macrociclos constituyentes, liberando los otros dos anillos individuales. [1] [2] Un borromeand se diferencia de un [3]catenano en que ninguno de sus tres macrociclos está concatenado con otro; Si se rompe un enlace en un [3]catenano y se elimina un ciclo, puede quedar un [2]catenano. [4]
La síntesis orgánica de este compuesto aparentemente complejo es en realidad bastante simple; por esta razón, el grupo Stoddart la ha sugerido como una actividad de laboratorio a escala de gramos para cursos universitarios de química orgánica. [5]
