Aromaattiset molekyylit eivät vain tuoksu hyvältä: niillä on monia hyödyllisiä kemiallisia ominaisuuksia. Löytö tekijältä Linköpingin yliopisto lisää niihin ominaisuuksia.
Tutkijat ovat osoittaneet, että aromaattisia molekyylejä on mahdollista aktivoida valolla. Tietokonesimulaatioiden avulla he ovat osoittaneet, että vakaat aromaattiset molekyylit voivat muuttua reaktiivisiksi absorboituessaan valoa. Tämäntyyppiset reaktiot tunnetaan fotokemiallisina reaktioina.
Aromaattinen molekyyli on stabiili hiilivety; on kuitenkin vaikea käynnistää reaktioita tällaisten molekyylien ja muiden välillä yksinkertaisesti kuumentamalla. Tämä on seurausta molekyylin olemassa olevasta optimaalisesta energiatilasta. Toisaalta aromaattinen molekyyli voi syntyä prosessissa hyvin nopeasti.
Linköpingin yliopiston laskennallisen fysiikan professori Bo Durbeej sanoi: ”Energiaa voidaan lisätä käyttämällä valo kuin lämpö. Tässä tapauksessa valo voi auttaa aromaattista molekyyliä tulemaan antiaromaattiseksi ja siten erittäin reaktiiviseksi. Tämä on uusi tapa hallita fotokemiallisia reaktioita molekyylien aromaattisuudella."
Sen lisäksi, että löydöllä on potentiaalisia sovelluksia aurinkoenergian varastoinnissa, se voisi olla hyödyllinen myös molekyylikoneissa, molekyylisynteesissä ja fytofarmakologiassa. Jälkimmäisessä tapauksessa se saattaa kyetä aktivoimaan selektiivisesti aromaattisia lääkemolekyylejä käyttämällä valoa kehon kohdassa, jossa halutaan farmakologinen vaikutus.
Bo Durbeej sanoi, ”Joissakin tapauksissa on mahdotonta toimittaa lämpöä vahingoittamatta ympäröiviä rakenteita, kuten kehon kudosta. Valoa pitäisi kuitenkin pystyä tuottamaan."
Tarkastellessaan käänteistä yhteyttä simulaatioissa tutkijat tutkivat ajatusta, että aromaattisuuden menetys lisäsi reaktiivisuutta. Tässä tapauksessa tutkijat aloittivat epästabiilista antiaromaattisesta molekyylistä ja sitten simuloivat sen altistamista valolle. Tuloksena syntyi aromaattinen yhdiste, ja tutkijat havaitsivat, että reaktiivisuus hävisi, kuten he olivat ennustaneet.
Bo Durbeej sanoi, "Löytömme laajentaa "aromaattisuuden" käsitettä, ja olemme osoittaneet, että voimme käyttää tätä käsitettä orgaanisessa fotokemiassa.
Lehden viite:
- Baswanth Oruganti*, Jun Wang ja Bo Durbeej* et ai. Diaryleteenien fotosyklisaatioreaktiivisuuden modulointi π-linkkerin viritystilan aromaattisuuden muutoksilla. American Chemical Society. DOI: 10.1021/acs.joc.2c01172
