Dodekalleny

Grupa tych związków powstała jako rozwinięcie struktury cyklododeka-1,2,4,5,7,8,10,11-oktaenu. Związek ten może występować w konfiguracji krzesłowej oraz łódkowej:

Oba izomery zostały zoptymalizowane na poziomie DFT (Orca4.2.1/B3LYP/def2-SVP/hess-plus). Moje myślenie kierowało się ku strukturom, w których atomy wodoru z pozycji 3 i 4 zostały usunięte i w ten sposób „uwolnione” atomy węgla mogły zostać połączone w pierścienie sześcioczłonowe. Ilustracją tej idei jest tetracykliczna cząsteczka, której nadałem nazwę tris-dodekallen-tri-krzesło-cis-cis-cis (Orca4.2.1/B3LYP/def2-SVP/hess-plus):

Ta dość skomplikowana nazwa odzwierciedla następujące fakty geometryczne. Cząsteczkę tworzą trzy pierścienie dodekallenowe (tris-dodekallen), wszystkie mają konfigurację krzesła (tri-krzesło), wszystkie „skrzydła” znajdują się po tej samej stronie pierścienia sześcioczłonowego (cis-cis-cis).

Pozytywny wynik optymalizacji zachęcił mnie do skonstruowania izomeru łódkowego (Orca4.2.1/B3LYP/def2-SVP/hess-plus):

Ułożenie ramion cząsteczki wykazuje pewną niesymetrię. Jedno z ramion znajduje się w „objęciach” pozostałych. Ta sytuacja geometryczna jest lepiej widoczna na poniższym nieanimowanym rysunku:

Kolejna modyfikacja polegała na zgrupowaniu dwóch skrzydeł w konfiguracji krzesłowej i jednego w łódkowej z zachowaniem układu cis-cis-cis (Orca4.2.1/B3LYP/def2-SVP/hess-plus):

Poniżej zamieszczona jest animacja izomeru zawierającego dwa ramiona w konfiguracji łódki i jedno krzesłowe. Wszystkie ramiona mają konfigurację cis. Nasuwa mi się jedna uwaga. Przyjęło się, że w chemii cykloheksanu, że łódka lub krzesło są pewnymi stanami konformacyjnymi. Używam tu słowa „konfiguracja” dla ramion dodekalenowych. Robię to z pełną świadomością, gdyż nie można przejść od krzesła do łódki w taki sam sposób, jak w cykloheksanie – przez rotację. Tutaj podobna rotacja wymagałaby zmiany konfiguracji podstawników przy wiązaniu podwójnym. Nie można tego wykluczyć w stanach wzbudzonych. Mówimy tu jednakże o procesach w stanie podstawowym (warunki i wynik optymalizacji, jak wyżej):

Poniżej pokazany jest przykład izomeru trójkrzesłowego, ale dwa ramiona mają konfidurację cis a jedno konfigurację trans (warunki i wynik optymalizacji, jak wyżej):

Rozlokowanie skrzydłowych atomów wodoru w izomerze cis-cis-cis zasugerowało mi możliwość „zamknięcia” cząsteczki pierścieniem benzenowym. Położenie podstawników niejako zmusiło mnie do utworzenia fragmentu podstawionego tetracyklo[8.2.03,5.06,9]dodeka-1,5,9-trienu. Obliczenia na poziomie DFT (Orca4.2.1/B3LYP/def2-SVP/hess-plus) dają cząsteczkę zrelaksowaną mimo obecności trzech pierścieni czteroczłonowych:

Ostatnią cząsteczką skonstruowaną w tej serii jest drugorzędowa triamina. Molekuła okazała się zrelaksowana (Orca4.2.1/B3LYP/def2-SVP/hess-plus):

Na zakończenie przypomnę, że uważam, że chemia teoretyczna jest powołana również do tego, żeby swoimi kreacjami sięgać poza horyzont technologiczny syntezy chemicznej. Rozumiem przez to, że pokazane tu i w innych miejscach na tej stronie cząsteczki mogą być w zasięgu metod syntezy chemicznej dopiero w przyszłości.