Nieuws

Kekuleenmysterie opgelost

Na veertig jaar is het een internationaal team weer gelukt om kekuleen te synthetiseren. Met atomic force-microscopie (AFM) gaven ze ook antwoord op de vraag of het superaromatisch is. Niet dus, aldus een paper in JACS.

Iago Pozo, Dolores Pérez en collega’s van de Santiago de Compostella universiteit in Spanje en IBM-research wisten de route naar kekuleen vier stappen korter te maken. Met name in het maken van de belangrijkste bouwsteen, 5,6,8,9-tetrahydrobenzo[m]tetrafeen, is de meeste winst behaald. De briljante synthese van Staab en Diederich uit 1978 liet namelijk moeilijkheden zien in die stappen, te zien aan de magere opbrengst van 2,8 %.

De nieuwe synthese van kekuleen, die tot nu toe nooit is herhaald, gebruikt twee Diels-Alderreacties met onder andere styreen- en arynmoleculen. Na optimalisatie wisten de onderzoekers de opbrengst op te krikken naar 11,2 % product plus 16,8 % van het isomeer bijproduct op een 19 mmol schaal. In plaats van vier stappen, lukte het nu in één stap vanaf een commercieel verkrijgbaar startmateriaal met een vier keer hogere opbrengst. Vervolgens konden ze de stappen van Staab en Diederich volgen om zo tot kekuleen te komen.

Vervolgens hadden de onderzoekers de mogelijkheid om een vraag op te lossen die rond kekuleen speelt: is het superaromatisch volgens het annulenoïde Kekule-model of is de structuur meer gebaseerd op het Clar-model (foto)? Voorheen zijn er voornamelijk theoretische studies gedaan, maar nu de Spaanse onderzoekers de synthese hebben volbracht, konden ze ook naar de structuur zelf kijken. Ze gebruikten daar AFM voor, waarmee je heel goed platte geconjugeerde moleculen kunt bekijken, in combinatie met scanning tunneling microscopy (STM), zodat ze de individuele moleculen konden vastleggen.

Door de AFM- en STM-afbeeldingen te vergelijken met computationele modellen, werd duidelijk dat de π-elektronen in kekuleen niet gedelokaliseerd zijn zoals dat in benzeen het geval is; de structuur lijkt dus het Clar-model aan te houden. Mysterie opgelost!

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van C2W.

Meld je nu aan!

Wordt abonnee/lid

Logo KNCV

Sluit nu een abonnement af of word lid van de KNCV en ontvang elke week het laatste nieuws, digitaal of op papier. 

Sluit nu een abonnement af!