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Aromatización en derivados del ciclopentadieno. ¿Es fundamental para determinar acidez?

23/09/2010

Un grupo de investigadores de Universidad Autónoma de Madrid logra importantes avances para cuantificar la acidez intrínseca de algunos derivados del ciclopentadieno.

En 1923 los químicos Johannes Nicolaus Brønsted y Thomas Martin Lowry introdujeron el concepto de ácido como una especie que dona un protón, y establecieron que cuanto menor sea la energía requerida para que la molécula realice esta donación, mejor ácido será, ya que lo cederá con mayor facilidad. Este simple concepto fue empleado por el Grupo de estructura molecular y reactividad química de la Universidad Autónoma de Madrid (dirigido por el investigador Manuel Yáñez en colaboración con Jean-Claude Guillemin de la École Nationale Supérieure de Chimie de Rennes) para cuantificar la acidez intrínseca de algunos derivados del ciclopentadieno.

El ciclopentadieno es un sistema modelo para cuantificar acidez. La pérdida del protón genera un anillo muy estable con características aromáticas. Su proceso de desprotonación está asociado con una gran acidez producida por el paso de un sistema menos estable a uno más estable.

La pregunta que se plantearon los investigadores estaba dirigida a descubrir el proceso de desprotonación de ciclopentadienos substituidos con los grupos –BH2, -AlH2 y -GaH2. Los cálculos teóricos realizados por el grupo demuestran que estos derivados son más ácidos que el ciclopentadieno, siendo el compuesto de boro el que presenta la acidez más grande en la serie.

Sin embargo, el hallazgo más sorprendente fue determinar el motivo del enorme aumento observado en la acidez. Los investigadores encontraron que a diferencia del ciclopentadieno, los derivados analizados pasan desde una estructura más aromática a una menos aromática. De esta manera, la aromatización juega un papel en contra del incremento de la acidez, dificultando la reacción de desprotonación.

Por lo tanto, si la reacción de desprotonación dependiese únicamente del factor aromatización, los derivados serían menos ácidos. Entonces, ¿por qué son más ácidos? El grupo logró establecer que la molécula producida por la desprotonación presenta un fuerte reforzamiento del enlace C-XH2 (siendo X=B, Al y Ga) lo cual genera una conjugación de los dobles enlaces del anillo con este enlace externo al anillo, extendiendo así la conjugación a todo el sistema molecular y estabilizando el producto de la reacción.

  Aromatización en derivados del ciclopentadieno. ¿Es fundamental para determinar acidez?