رایحه قابل تنظیم؟ یک مولکول معطر جدید ناشناخته؟

مدتی در سال 2010، من یک مشکل شیمی را نشان دادم که در طول مصاحبه های درخواست دانشگاه می پرسیدم. همه چیز در مورد تشخیص الگو بود و اینکه چگونه می توان یک فرضیه بر اساس آن ایجاد کرد. در این مورد، این امر مستلزم تشخیص این است که یک مولکول حلقوی که به نظر می رسد دارای ساختار بنزن-آروماتیک سیکلوهگزاترین است. 1 در واقع یک تریمر دی اکسید کربن است. شاید مقادیر کمی از این مولکول طعم دهنده در محلول های نوشابه های گازدار وجود داشته باشد؟ تجزیه و تحلیل این الگوها حدود 10 تا 20 دقیقه زمان مصاحبه را به خود اختصاص داد، و اگرچه ممکن است فکر کنید که من یک چالش دشوار را تنظیم می کنم، بسیاری از دانش آموزان با موفقیت با آن مقابله کردند! اکنون در حال بازبینی هستم، اما با بررسی واقعیت کمی بهتر روی یک مولکول محدود 2 (اسید سیانوریک).

.

حداکثر 58 نمونه از ساختارهای کریستالی 1،3،5-triazinane-2،4،6-trione 2 (اسید سیانوریک) اغلب با مجرای کوآداکت شناخته می شوند. اسید سیانوریک در واقع یک تریمر حلقوی اسید ایزوسیانیک است، نه دی اکسید کربن. این نمونه ها عموماً مسطح هستند، با فاصله حلقه C-N متوسط ​​~1.37Å و فاصله C-O 1.22Å.

دو نقطه پرت متمایز هستند، هر دو از مقاله‌ای که اخیراً منتشر شده است، که مجرای همراه با ملامین (1،3،5-triazine-2،4،6-triamine) هستند.[1] QACSUI02 یک فاصله C-N کوتاهتر ~ 1.33Å اما فواصل C-O طولانی تر از 1.32Å را نشان می دهد و دارای یک الگوی متقارن از پیوندهای هیدروژنی به شش گیرنده واحد مرکزی است. آیا این می تواند بیشتر با ساختارهای تشدید سیکلوهگزاترین نشان داده شده در سمت چپ نمودار در بالا مطابقت داشته باشد؟ اولین کار این است که ببینیم آیا این طول های پیوند را می توان با محاسبه تکرار کرد (روشی اغلب مفید برای بررسی درستی ساختار کریستالی). برای این منظور، ساختار زیر به عنوان نقطه شروع برای مدل های مختلف با استفاده از مدل ωB97XD/Def2-TZVPP انتخاب شد.

این یک راز ایجاد می کند. طول پیوند محاسبه شده نشان می دهد که در حالی که پیوند H به حلقه مرکزی طول C-N را 0.014Å کاهش می دهد و طول CO را 0.017Å افزایش می دهد، این اثر به اندازه کافی بزرگ نیست که با طول های ظاهری در ساختار بلوری مطابقت داشته باشد، جایی که یک اثر C-N ~ 0.037Å مورد نیاز است.

سیستم XAKSOU دیگری گزارش شده است که در آن واحدهای LiCl مجزا جایگزین هیدروژن تشکیل شده توسط پیوندهای H به ملامین در بالا می شوند.[2] لی به جای پیوند هیدروژنی با اکسیژن کربونیل هماهنگ می شود و یک آنیون کلرید از مولکول دیگری در سلول واحد جایگزین پیوند H به نیتروژن می شود.

مدل محاسبه‌شده از پیوند هیدروژنی Cl-H درون مولکولی به عنوان مدل استفاده می‌کند که منجر به طول‌های C-N مشابه با ساختار بلوری می‌شود (یکی که با طول‌های ساختار کریستالی QACSUI02 خارجی مطابقت ندارد).

بنابراین آخرین سوالی که باید بپرسیم این است که آیا این ساختار اخیر معطر است یا خیر. مقادیر NICS(0)/(1) -2.8/-1.1ppm محاسبه شد که نشان‌دهنده معطر بودن بسیار کم است (مقادیر معطر 10- تا 20- بعد از ظهر است). بنابراین به نظر نمی رسد که معطر بودن را بتوان در اسید سیانوریک تنظیم کرد 2 با پلاریزه کردن هر دو واحد NH و CO با برهمکنش های یونی/H-پیوندی به طوری که موتیف سیکلوهگزاترین آروماتیک نسبت به فرم رزونانس غیرآروماتیک 1،3،5-تریازینان-2،4،6-تریون ترجیح داده می شود. آیا نمونه های دیگری وجود دارد که مولکول های قابل تنظیم با عطر ممکن است؟

مراجع

1. K. Song، H. Yang، B. Chen، X. Lin، Y. Liu، Y. Liu، H. Li، S. Zheng، و Z. Chen، “تسهیلات پیاده سازی حافظه مقاومتی سه تایی در یک گرافیت مانند ملامین-اسید هیدروژنی پیوند آلی سیانوریک با راندمان سه تایی بالا، و تحمل محیطی” علوم کاربردی سطح، جلد 608، صفحات 155161، 2023. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2022.155161
2. O. Shemchuk، D. Braga، L. Maini و F. Grepioni، “کریستال های یونی بی آب اسید سیانوریک با LiCl و NaCl”، CrystEngComm، جلد 19، ص 1366-1369، 2017. https://doi.org/10.1039/c7ce00037e