Descoberta del primer ful·lerè buit no IPR

En el segon número del mes de desembre de la revista Journal of the American Chemical Society es publica la descoberta del C₇₂Cl₄, el primer ful·lerè buit que no compleix la regla del pentagon aïllat (isolated pentagon rule, IPR).

Comento aquest descobriment perquè m’ha semblat molt interessant per dues raons.

– La primera raó és perquè la descoberta es publica dos cops en el mateix número de la revista i en dos articles consecutius. El primer article de Xie et al. (Xiamen University) publicat a la p. 17099 va ser enviat a publicar l’1 d’octubre i el segon de Jansen et al. publicat a la p. 17102, el 20 de setembre (només 10 dies de diferència!). S’ha de dir que és relativament habitual que es publiqui el mateix resultat científic en aproximadament les mateixes dates en revistes diferents, però és el primer cop que veig publicat exactament la mateixa descoberta en el mateix número de la mateixa revista. Això sí que és infreqüent i em sembla una gran casualitat! També explica perquè sovint els científics tenim pressa per publicar els nostres resultats i és que tenim por que ens els “trepitgin”. Cal comentar que si Xie hagués enviat el seu article a publicar dos mesos més tard no hagués estat acceptat perquè la seva descoberta ja hagués estat publicada. Això a la pràctica són molts mesos d’esforç de molta gent i diners invertits llençats a les escombraries.

– La segona raó és purament científica. Els ful·lerens són estructures de carboni més o menys esfèriques que contenen anells de cinc i de sis membres. Fins al descobriment del C72Cl4 tots els ful·lerens buits (sense cap àtom en el seu interior) havien seguit la regla del pentagon aïllat que diu que els ful·lerens més estables (i, per tant, els que s’acaben formant preferentment) són els que tenen els anells de cins aïllats per anells de sis, és a dir, no hi ha dos anells de cinc en contacte directe donat que les unions de dos anells de cinc provoquen elevada tensió d’enllaç local. Aquesta regla havia funcionat perfectament per tots els ful·lerens buits descoberts fins aquest moment. Les versions no-IPR de tots els ful·lerens buits descoberts fins aquest moment eren menys estables que els seus isomers IPR. Es important destacar la paraula “buit” perquè en el cas dels ful·lerens endoèdrics (ful·lerens que tenen atrapats àtoms o molècules en el seu interior) ja es coneixia de feia temps que la regla fallava sovint. Un exemple el tenim en el ful·lerè endoèdric no-IPR Y3N@C2-C78 (veure Figura) que és més estable que el ful·lerè endoèdric IPR Y3N@D3h-C78, però n’hi ha molts d’altres. Permeteu-me un parèntesis per dir que la reactivitat d’aquests dos isomers, Y3N@D3h-C78 i Y3N@C2-C78, ha estat recentment estudiada per Sílvia Osuna i els seus dos directors de Tesi (JACS, 2009, 131, 129) a l’Institut de Química Computacional.

En resum, s’ha sintetitzat per primer cop un ful·lerè buit, el C2v-C72Cl4 que no compleix la regla IPR i que és més estable que el seu isòmer IPR, el D6d-C72Cl4. Aquest descobriment representa un pas més en l’estudi de l’estructura i reactivat d’aquests compostos tan interessants que ja van ser objecte d’un premi Nobel l’any 1996 i que han estat una font contínua de sorpreses des del seu descobriment l’any 1985.