Fluorek wodoru uwięziony we wnętrzu fulerenu

Fuleren

Fluorek wodoru (HF) występuje jako dimer i tylko utrzymanie jego naturalnej formy pozwala określić jego naturalne właściwości. Naukowcom z Uniwersytetu w Southampton udało się zachować dimer HF poprzez zastosowanie swego rodzaju klatki w postaci cząsteczki fulerenu.

Do tej pory stosowano fuleren do wyizolowania cząsteczek wody. Próby wychwytywania cząsteczki HF ze względu na trudności z zamykaniem otworu klatki fulerenowej powodowały ucieczkę części HF. Zespół badawczy, którym kierował Richard Whitby stworzył swego rodzaju ścieg chemiczny, który umożliwia wprowadzanie całej cząsteczki HF do wnętrza fulerenowej klatki. W ten sposób powstał HF@C60 endofulleren. Osiągnięcie właściwych warunków syntezy tej cząsteczki trwało ok. 6 miesięcy. Najłatwiejszą częścią tworzenia HF@C60 było wykonanie otworu przez który przechodzi cała cząsteczka HF. W tym celu, zespół wykorzystał technikę przemiany chemicznej, która została opracowana przez Yasujiro Murata w 2011 roku do hermetyzacji wody wewnątrz fulerenu. Większym wyzwaniem na jaki napotkał zespół było zamykanie otworu fulerenowej klatki. Część HF uciekało w warunkach zamykających metodą Murata, która obejmuje ogrzewanie z trifenylofosfiną. Kluczem do zamykania klatki było znalezienie optymalnej fosfiny (fosforowodoru) przekształcającej grupę karbonylową w ylid fosforu (czwartorzędową sól fosforu) , który następnie ulega reakcji Wittiga, która powoduje chemiczne zaszycie dziury na tyle szybko, aby zapobiec ucieczce HF. Teoretyczne obliczenia dotyczące różnych fosfin, pozwoliły stwierdzić, że najlepiej sprawdzającą się przy badaniach nad HF, będzie bis-2-furyl (fenylo) fosfina. Tak opracowana metoda wytwarzania HF@C60 okazała się sukcesem.

Naukowcy nadal pracują nad uproszczeniem procedury syntezy HF@C60,tak aby mogła się ona odbywać szybciej oraz była dostępna dla mniej wykwalifikowanych chemików syntetycznych.

(pj)