Cyklosy

Pomył skonstruowania tytułowych cząsteczek opierał się o możliwość powielenia nieskomplikowanych sześcioczłonowych nienasyconych układów spiranowych i połączenia ich w układy makrocykliczne.

Przykładem jest dispiro[5.2.59.26]heksadeka-1,4,7,10,13,15-heksaen (Orca 5.0.4/ B3LYP/ def2-SVP/ hess-plus):

Na podstawie struktury powyższego związku skonstruowałem układ makrocykliczny typu dodekaspiro A (Orca 4.2.1/ PM3/ hess-plus):

Cząsteczka jest zrelaksowana na poziomie półempirycznym (hess-plus, czyli wszystkie stałe siłowe w hessianie mają wartości dodatnie). Relaksacja została osiągnięta mimo zgięcia całości układu tak, aby utworzył się zawiązek makrocykliczny.

Moją uwagę zwróciło ułożenie par atomów wodoru w powyższej cząsteczce. Pary te skierowane są niejako do wnętrza cząsteczki. Ich odległość sugerowała możliwość zastąpienia atomów wodoru atomami węgla i utworzenia między nimi wiązania. Myślałem o wiązaniu podwójnym i taką cząsteczkę skonstruowałem B (orca 5.0.4/ PM3/ hess-plus):

Taką samą operację dobudowywania fragmentów-CH=CH- wykonałem po drugiej stronie pierścienia C (Orca 4.2.1/ PM3/ hess-plus):

Ponieważ atomy wodoru w modelu B po stronie rozbudowanej nadal układały się tak, że sugerowało to mi możliwość kolejnego dobudowania pierścienia z grup -CH=CH- (Orca 5.0.4/ PM3/ hess-plus):

Przyszło mi na myśl, że można połączyć atomy węgla w rozbudowanym fragmencie za pomocą mostków metylenowych. W wyniku tego przekształcenia powstała cząsteczka zawierająca pierścienie formalnie cyklopentadienowe (Orca 4.2.1/ PM3/ hess-plus):

Pojawienie się sześciu atomów wodoru w części rozbudowanej skłoniło mnie do „zamknięcia” tej części za pomocą pierścienia benzenowego. Niestety mimo uzyskania optymalnej struktury poprzez jej relaksację, odległości między atomami węgla były na tyle niejednoznaczne dla programów graficznych, że pokazane poniżej krotności wiązań pozostawiają wiele do życzenia (Orca 5.0.4/ PM3/ hess-plus):

Część druga