São Paulo — InkDesign News — Uma pesquisa inovadora conduzida por equipes da China e dos Estados Unidos revelou uma nova classe de compostos organometálicos: estruturas planas de anulenos centradas em metal, ampliando o entendimento e possibilidades na química organometálica.
Contexto da descoberta
A química organometálica, reconhecida por seis prêmios Nobel desde os anos 1950, é um campo fundamental que investiga compostos formados por metais e ligações carbono-metal. A inovação mais clássica desse ramo foi o ferroceno, com dois anéis de anuleno ligados a um átomo de ferro. Geralmente, esses compostos apresentavam o metal posicionado fora do plano dos anéis (coordenação π), mas casos de coordenação σ, com o metal no plano central do anel, são raros e difíceis de sintetizar devido a limitações estruturais e energéticas.
Anulenos são hidrocarbonetos cíclicos com alternância máxima de ligações simples e duplas, e a novidade da pesquisa reside na construção de anulenos planos contendo 15 átomos de carbono ao redor de um átomo central de ósmio, estabelecendo um novo tipo de ligação metal-carbono no plano da molécula.
Métodos e resultados
Os pesquisadores superaram os desafios tradicionais ao desenvolver um método que constrói a estrutura do anuleno em torno do átomo metálico, ao invés de tentar inserir o metal em um anel pré-existente. O processo começou com um precursor molecular contendo uma ligação tripla reativa entre ósmio e carbono e seguiu com reações de cicloadição para formar cinco anéis fundidos em torno do centro metálico.
Uma das moléculas mais simétricas sintetizadas possui cinco anéis aromáticos de cinco membros conectados. Versões funcionalizadas contendo iodo, cloro e nitro foram derivadas dessa estrutura base, com possibilidade de troca dos ligantes de fosfina, revelando versatilidade para desenvolvimento de múltiplos derivados.
O estudo, publicado na revista Nature, destaca que esses compostos exibem estabilidade considerável e potencial para aplicações em ciência dos materiais. A abordagem trouxe um avanço técnico significativo comparado a trabalhos anteriores, que enfrentavam a falta de cavidade adequada ou deformação estrutural dos anulenos maiores.
“Sintetizar tais complexos foi desafiador devido às limitações dos anéis anulenos menores e à tendência dos maiores se deformarem. Construímos o anel em torno do metal, o que foi a chave para superar essas barreiras.”
(“Synthesizing such complexes has proven far more challenging due to several factors… Instead of trying to insert a metal into an annulene, the researchers built an annulene framework around a metal center.”)— Binbin Xu, autor principal
Implicações e próximos passos
Com a possibilidade de funcionalizar e modular os ligantes, esses compostos abrem caminho para novos materiais com propriedades catalíticas, eletroquímicas ou magnéticas. Essa descoberta pode impulsionar o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos moleculares e catalisadores mais eficientes.
Além disso, a técnica aplicada representa um avanço metodológico na síntese de organometálicos, podendo ser adaptada a outros metais e estruturas aromáticas. Pesquisas futuras poderão explorar essas variações para ampliar a biblioteca de compostos funcionais e suas aplicações industriais e científicas.
“A estabilidade e versatilidade dessas estruturas colocam-nas como blocos de construção promissores para ciência dos materiais.”
(“The high stability of the metal-centered planar annulenes and their ability to be functionalized position them as promising building blocks for materials science.”)— Equipe de pesquisa, Nature (2025)
Fonte: (Phys.org – Ciência & Descobertas)
