Przejdź do głównej treści

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Aktualności

Nawigacja okruszkowa Nawigacja okruszkowa

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Zagadka trójwymiarowej aromatyczności rozwiązana

Na łamach prestiżowego czasopisma Journal of the American Chemical Society (JACS) ukazała się praca pt. "Three-Dimensional Fully π-Conjugated Macrocycles: When 3D-Aromatic and When 2D-Aromatic-in-3D?", której współautorem jest dr hab. Dariusz Szczepanik z Zespołu Termodynamiki i Dynamiki Reakcji Chemicznych Wydziału Chemii UJ. Artykuł powstał we współpracy z naukowcami z Uniwersytetu w Gironie (Hiszpania), Uniwersytetu Uppsala (Szwecja) i Uniwersytetu w Gandawie (Belgia).

Aromatyczność trójwymiarowa (3D) związków chemicznych stanowi uogólnienie znanej z podręczników koncepcji dwuwymiarowej (2D) aromatyczności cechującej płaskie pierścienie molekularne z układem skoniugowanych wiązań chemicznych zawierających 4n+2π-elektrony (tzw. reguła Hückla). Koncepcja 3D-aromatyczności jest szczególnie cenna w projektowaniu dużych i topologicznie skomplikowanych trójwymiarowych struktur chemicznych, które cechują wysoka stabilność termodynamiczna oraz unikalne właściwości magnetyczne i transportowe. Pomimo rosnącej popularności koncepcji 3D-aromatyczności zarówno wśród chemików teoretyków jak i eksperymentatorów, dokładne kryteria jakościowe stanowiące warunek konieczny dla istnienia tego typu aromatyczności nie były znane. W opublikowanej pracy dr Szczepanik wraz ze współpracownikami przeprowadzili szereg analiz teoretycznych z wykorzystaniem nowoczesnych metod obliczeniowych (w tym opracowanej na Wydziale Chemii UJ tzw. metody gęstości elektronowej wiązań zdelokalizowanych), które po raz pierwszy pozwoliły określić jakie cechy topologiczne i strukturalno-elektronowe muszą zostać spełnione, aby trójwymiarowe struktury chemiczne były 3D-aromatyczne. Dodatkowo, naukowcy wykazali, że dotychczas zsyntezowane cząsteczki trójwymiarowe, u których podejrzewano istnienie 3D-aromatyczności, są w istocie stabilizowane termodynamicznie przez „zwykłą” 2D-aromatyczność. Opublikowana praca przyciągnęła uwagę środowiska naukowego, a wywiad z autorami artykułu zostanie niebawem opublikowany w miesięczniku Chemistry World Royal Chemical Society.

Badania nad 3D-aromatycznością zostały w części sfinansowane przez Narodowe Centrum Nauki w ramach projektu Sonata Bis 11 pt. " Entropowo-informacyjne źródła aromatyczności chemicznej: teoria i zastosowania" (nr umowy 2021/42/E/ST4/00332), kierowanego przez dra hab. Dariusza Szczepanika. Artykuł dostępny jest w formacie open access.

Zgodnie z wykazem czasopism naukowych i recenzowanych materiałów z konferencji międzynarodowych Ministerstwa Edukacji i Nauki liczba punktów przypisana czasopismu Journal of the American Chemical Society (JACS) wynosi 200 (Impact Factor czasopisma to 15.419).

Autorom serdecznie gratulujemy!

J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 8560−8575