O 1° realinhamento de ligação atômica em uma única molécula

Dudu Souza Julho 21, 2022 3 min read

Pela 1° vez, químicos reorganizam ligações atômicas de uma única molécula

O feito expandiu novos horizontes p’ra engenharia química

Os pesquisadores da Universidade de Santiago de Compostela, na Espanha, da Universidade de Ratisbona, na Alemanha, e da IBM Research Europe, forçou uma única molécula a se transformar com um pequeno impulso de voltagem.

Normalmente, os químicos ajustam parâmetros como o pH, adicionando ou removendo doadores de prótons p’ra manusear como as moléculas podem trocar elétrons para dar forma a suas ligações. Eles disseram:

Por esses meios, no entanto, as condições de reação são alteradas a tal ponto que os mecanismos básicos que governam a seletividade geralmente permanecem elusivos.

Ou seja, a complexidade das forças em ação empurrando e puxando uma grande molécula orgânica pode tornar difícil obter uma medida precisa do que está ocorrendo em cada ligação.

A equipe começou com uma substância chamada 5,6,11,12-tetraclorotetraceno (com a fórmula C18H8Cl4) – uma molécula de carbono parecida com uma fileira de quatro células de favo de mel ladeadas por quatro átomos de cloro.

Com uma fina camada do material em um pedaço de cobre frio e incrustado de sal, as “abelhas” se afastaram do cloro, deixando átomos de carbono excitáveis mantendo elétrons desemparelhados em uma variedade de estruturas relacionadas.

Dois desses elétrons em algumas das estruturas se realinharam facilmente, reconfigurando a forma geral de favo de mel da molécula. O 2° par também se interessou em emparelhar não apenas um com o outro, mas com qualquer outro elétron disponível.

Normalmente, essa estrutura instável teria vida curta, pois os elétrons restantes também se juntariam em pares. Mas os pesquisadores constataram que esse sistema em particular não era comum.

Com um leve impulso de voltagem de uma “vara curta” do tamanho de um átomo, eles forçaram uma única molécula a conectar esse segundo par de elétrons de modo que quatro células foram puxadas para fora do do alcino dobrado.

Agitados um pouco menos vigorosamente, esses elétrons se emparelharam de maneira diferente, distorcendo a estrutura de uma maneira completamente diferente no que é conhecido como anel de ciclobutadieno.

Cada produto foi então reformado de volta ao estado original com um pulso de elétrons, pronto para voltarem novamente em suas configurações em um piscar de olhos.

Ao forçar uma única molécula a se contorcer em diferentes formas, ou isômeros, usando voltagens e correntes precisas, os pesquisadores puderam obter informações sobre o comportamento de seus elétrons e a estabilidade e configurações preferíveis de compostos orgânicos.

A partir daí, seria possível reduzir a busca por catalisadores que pudessem impulsionar uma reação em larga escala de inúmeras moléculas em uma direção, tornando a reação mais específica.

Estudos anteriores usaram métodos semelhantes para visualizar as reconfigurações de moléculas individuais e até mesmo manipular etapas individuais de uma reação química.

Agora estamos construindo novos métodos para ajustar as próprias ligações das moléculas para formar isômeros que normalmente não seriam tão simples de configurar.

Luz p’ra nós!