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Juan Carlos GilJosé EdelsteinIgnacio CrespoBorja TosarFrancis VillatoroHéctor SocasLuisa Achaerandiocontrayón determinante silicioanión grande interferencia catión aromáticocation litio estabiliza anillo silicioJuan Carlos GilHuckelvitamina B3BorjaLitioTIPIwamotoRMNHéctorregla de HückelJapónAlemaniaScienceAnkur RoyIchinoheUniversidad de TsukubaPremio Nobel de QuímicaC6H6NICSTHF (tetrahidrofurano)Vox Populi
Anión grande interferencia catión aromático
Con
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Juan Carlos Gil explica cómo la elección del contrayón es determinante para obtener compuestos de tres átomos de silicio, contrastando con lo necesario en los compuestos de tres silicios donde se requería un anión grande.
…he mirado yo, que no soy experto en esto obviamente, y es una estrategia habitual por otra parte de protección en la química del silicio con enlaces múltiples, o sea que no, que sea una super casualidad, pero usan el mismo tipo de sustituyente bien gordote. Y segunda pista que nos permitió atisbar el primer compuesto de tres átomos de silicio, que la elección del contrayón es determinante, ¿vale? En el compuesto de tres silicios, recordad que era un catión y por tanto el contrayón era un anión y tuvieron que usar uno muy grande para no interferir con este catión aromático. Bueno, pues en estos artículos donde lo que buscamos es un anión, el contrayón va a ser un cation y al final hacen varias pruebas, más uno de los artículos que el otro y descubren que en este caso el óptimo es el más chiquitito posible, el cation litio, que contribuye así, que contribuye a moldear este anillo y a estabilizarlo. Otra cosa curiosa: Angur dio con el compuesto casi por accidente; estaba intentando preparar otra molécula completamente distinta y se encontró con el anillo de cinco silicios. Obviamente son accidentes dirigidos, porque su grupo lleva mogollón de años, el…
Significado #1 · Palabras #1
Juan Carlos Gil cuestiona si existe una relación directa entre la estructura aromática de un compuesto y su olor. Aclara que aunque inicialmente los compuestos aromáticos se identificaron por sus olores agradables, no todos los compuestos con esa estructura huelen bien.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #2 · Palabras #14compuestos aromáticos en medicamentosligandos anillos aromáticos química orgánicanobel de química catalisis organicaorigen histórico nombre aromáticosestructura aromática y olorcompuestos aromáticos huelen fatalaromaticidad propiedad estructura electrónica…tema, Estamos pensando publicarlas juntas en el mismo número, ¿te parece bien? Me parece perfecto Bien está, como los artículos de la estructura de ADN que tanto ha vuelto a dar que hablar esta semana de Watson y Clinic y el de Franklin en el mismo número Pues sí, compuestos aromáticos ¿vale? En general fundamentales aparecen en medicamentos, colorantes, disolventes, en moléculas biológicas. La cosa es que algunos anillos aromáticos se pueden unir a metales y actúan como ligandos en química órgano metálica y órgano catálisis, que también está relacionado con el Nobel de Química que luego vamos a contar. El nombre aromáticos, bueno pues tiene cierta gracia, es histórico y es que los primeros compuestos identificados de este tipo pues olían bien, tenían olores agradables y así era la cosa antes fenomenológica. Juan Carlos, pero no hay una relación causa-efecto entre una cosa y otra, ¿verdad? O sea, que sean estructuras aromáticas no implica que huelen bien Hay compuestos aromáticos que huelen fatal y otros que no lo son, que huelen estupendamente, ¿no? Pero al principio salieron varios así Y hoy se sigue usando el mismo nombre, pero ya no es, como te digo, cosa del olor, sino una propiedad concreta de su estructura electrónica, que es la aromaticidad Juan Carlos, permíteme interrumpirte, es algo curiosísimo porque lo acabo de comprobar, ambos artículos se enviaron a Science el mismo día, el 17 de octubre de 2025 Siempre tiene que estar, ¿no he mirado yo eso? Dime Uno fue aceptado el 10 de diciembre de…
Juan Carlos Gil continúa explicando una coincidencia sorprendente: dos artículos científicos fueron enviados a la revista Science el mismo día, uno desde Alemania y otro desde Japón, destacando que comparten elementos como el disolvente y el catión.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #14 · Palabras #7artículos ciencia alemania japóndisolvente catión coincidencia sciencearomaticidad concepto fundamental químicaaromaticidad en moléculas benzenoestabilización adicional ciclo benzenohibridación sp2 anillo benzenoorbitales atómicos s y 2p carbono…en un reporte de una de las dos universidades, que ahora no recuerdo, que se enteraron una vez mandados, o sea que ya es tremendo, si de verdad fue casualidad que los mandan el mismo día, es tremebundo Bueno y además es que un equipo es de Alemania y el otro Es de Japón. Exacto, no hay sospechosos, no. Pero es que ya lo contaré luego; es que el disolvente es el mismo, el catión al que, en fin, son también porque es lo suyo cuando se hacen estas cosas, pero que es una gran casualidad por otra parte. Decía que la aromaticidad es un concepto fundamental en química y también un poquito esquivo y quería hacer una introducción primero de química a qué supone esto. El resumen es Que una molécula con varios átomos dispuestos en anillo puede, siempre, presentar esta propiedad de la aromaticidad cuando ciertos, no todos, electrones se deslocalizan alrededor del ciclo y esto proporciona una estabilización adicional de la molécula respecto de moléculas semejantes sin esta propiedad y esa estabilización cambia la química, o sea, la cambia completamente. Ejemplo paradigmático, ya lo mencionaba Héctor, el benzeno, C6H6, en el que cada uno de los seis carbonos se enlaza con dos adyacentes formando un hexágono y el enlace que le queda va hacia atrás y se coloca un hidrógeno, en el caso del benzeno, el más sencillo. Cada uno de los seis carbonos combina un orbital atómico S de partida y 2P para hacer una hibridación SP2 en el plano del anillo, en triangulito. Entonces dos de esos enlaces nuevos forman enlaces moleculares sigma, enlaces normales con dos carbonos. Vecinos y el tercero que le queda hacia atrás; pues ahí se engancha el hidrógeno y de esta forma se forma el esqueleto hexagonal del benceno.…
Juan Carlos Gil explica cómo el ciclopentadienuro puede volverse aromático al perder un protón, lo que permite que un carbono aporte electrones al anillo.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #10 · Palabras #2ciclopentadienuro pierde protónanión ciclopentadienuro complejo huckelaromaticidad con regla 4n más 2orbital p aporta electronesaromaticidad ciclo piridinanitrógeno hibridación sp2 piridinaregla de huckel piridina aromáticapiridina representación aromática circulitocarbono enlaces pi nitrógeno piridinaaromaticidad piridina sistema pi conjugado…que hay dos enlaces dobles y tres sencillos, con lo cual en uno de los vértices del pentágono llegan dos enlaces sencillos ese carbono no tiene hibridación sp3, es un CH, perdón, sp2, tiene hibridación sp3 porque es un CH2 e interrumpe la conjugación completa Pero, o sea, ahí no hay aromaticidad, pero el sistema puede perder un protón, un protón del CH2, con lo cual ese carbono aporta al anillo el par de electrones que le enlazaban al hidrógeno que ya no está y que quedan en ese orbital P y ahora sí, teníamos 5 carbonos, teníamos 4 electrones antes de los otros 4 carbonos y este aporta 2 nuevos y por tanto hay un total de 6, con lo cual el anión resultante ciclopentadienuro sí es aromático, el cabrito de ahí, sí tiene complejo Huckel, de nuevo 4n más 2 con n igual a 1, igualito que el benceno y la representación correcta es un pentágono con un circulito dentro para representar la aromaticidad y un menos dentro del circulito porque es un anion, ¿vale? Y otra cosa que le puede pasar a los ciclos aromáticos y que no tienen por qué romper la aromaticidad es cambiar un carbono por otro elemento, la piridina. La piridina es un ciclo de 6 como un benceno pero uno de los carbonos pasa a ser un nitrógeno; este nitrógeno se hibrida también SP2, aporta un electrón igual que antes y suman de nuevo 6 electrones pi, se cumple la regla de Huckel y la molécula es aromática. De nuevo la representación canónica es un hexágono, en este caso uno de los vértices, hay que poner una N; si no se pone nada en una molécula orgánica es Un carbono, pero si es otra cosa hay que ponerlo y un circulito de aromaticidad. Que está la piridina, el 90% de las veces se representa mal, es completamente aromática y hay que ponerle el circulito. Bueno, así que el carbono forma enlaces pi con facilidad y es posible tener otros átomos como nitrógeno que he ejemplificado y también los hay con oxígeno y azufre que pueden participar en estos sistemas pi conjugados. ¿Y qué pasa con? El silicio? El silicio pertenece al mismo grupo que el carbono, con lo cual su estructura electrónica exterior de Valencia es idéntica, pero es menos electronegativo. Sus orbitales p de fuera son 3p, los del carbono eran 2p, están en el grupo de arriba y por…
Juan Carlos Gil explica que los cálculos indican que es extremadamente difícil construir un anillo aromático similar al benceno utilizando seis átomos de silicio.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #19cálculos vinicio estructura siliciojaula tridimensional enlaces sigma silicio…un anillo pues claramente favorece que se pliegue y dificulta todavía más el solape que decíamos de los orbitales p para formar enlaces pi y por tanto la aromaticidad se ve disminuida, se ve poco favorecida. ¿Se puede o no, Juan Carlos, después de este rollo? construir un arillo aromático como el benzeno con seis átomos de silicio? Pues se han hecho cálculos a vinicio completos y dicen que es tremendamente difícil, ¿vale? Que las formas de ese compuesto que se podrían formar, desde luego no son planes y aromáticas, sino una especie de jaula tridimensional en la que se forman siete enlaces sigma entre distintos silicios, ¿vale? O sea, el benzeno con silicio, el persílico benzeno creo que sería, pues simplemente no es posible; el universo se nos pone en contra. Vale, pero ¿es posible algún otro anillo anomático con átomos de silicio que consigamos que no se pliegue de alguna forma?…
Juan Carlos Gil continúa explicando la investigación sobre anillos aromáticos de silicio, mencionando un logro específico del grupo de Ichinohe en la Universidad de Tsukuba.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #9anillos anomáticos con siliciomateriales catalizadores aromáticos carbonoinvestigación juan carlos gilanillos aromáticos de silicio ichinohetsukuba síntesis anillo aromático silicioregla de heuchel cation silicioreactividad anillos silicio aire humedadpentasilaciclopentadienuro análogo metalocenosferroceno ejemplo de metalocenoanillos pentagonales carga negativa ligando…pone en contra. Vale, pero ¿es posible algún otro anillo anomático con átomos de silicio que consigamos que no se pliegue de alguna forma? Que no se retuerza y que no forme finalmente tantos enlaces sigma que son más estables y forzarle a ponerle algunos pi. Esto es tremendamente importante esta pregunta; parece una chorrada, pero esos potenciales aromáticos de silicio podrían abrir toda una nueva familia de nuevos materiales y catalizadores como ya hacen los aromáticos de carbono, ¿no? Y vete tú a saber qué cosas. Así que esta es una pregunta que tiene muchísima gracia y que lleva mucha gente haciendo desde hace tiempo. Bueno, la respuesta es sí, en 2005 Ichinohe, algún grupo de japoneses de la Universidad de Tsukuba sintetizaron un anillo aromático de silicio, pero solo tres, un triangulito con una carga estérica tremenda, aquello está deseando saltar por los aires Es un cation, en este caso tiene carga positiva y dos únicos electrones pi, muy poquito, que satisface la regla de Heuchel con n igual a cero, ¿vale? Un compuesto tremendamente reactivo, muy sensible al aire y a la humedad y bueno, pues el triángulo de silicios este pues no da para lanzar cohetes y claro, el interés está en anillos mayores Así que siguiente pregunta, ¿es posible ir un poquito más allá? Y el objetivo de todo el mundo era el anillo de 5, el pentasilaciclopentadienuro, el ciclopentadienuro de que os he contado antes pero con silicios, ¿vale? Un anillo de 5 silicios, carga negativa y 6 electrones pi que sería análogo al que os he dicho antes y que, por cierto, este análogo, este de carbono es tremendamente importante porque es el ligando de los metalocenos; hasta os ha podido sonar alguna vez, compuesto sandwich, que se ponen dos de estos anillos pentagonales, que son aniones, por tanto tienen carga negativa, y en medio, como un bocata, un átomo metálico, un cation metálico, ¿vale? Y el paradigmático es el ferroceno, eso seguro que lo habéis oído, con hierro, ¿no? O sea que eso da lugar a una química pues muy variada. Entonces, ¿este análogo con silicio es posible? Pues se lleva intentando, yo que sé, 50 años y todos los intentos han fracasado repetidamente hasta que el mismo día, como decía Francis, aparecen dos artículos, que voy a leer los títulos: Ciclopentadienuros de…
Juan Carlos Gil explica cómo la elección del contrayón es determinante para obtener compuestos de tres átomos de silicio, contrastando con lo necesario en los compuestos de tres silicios donde se requería un anión grande.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #1 · Palabras #1contrayón determinante silicioanión grande interferencia catión aromáticocation litio estabiliza anillo silicio…he mirado yo, que no soy experto en esto obviamente, y es una estrategia habitual por otra parte de protección en la química del silicio con enlaces múltiples, o sea que no, que sea una super casualidad, pero usan el mismo tipo de sustituyente bien gordote. Y segunda pista que nos permitió atisbar el primer compuesto de tres átomos de silicio, que la elección del contrayón es determinante, ¿vale? En el compuesto de tres silicios, recordad que era un catión y por tanto el contrayón era un anión y tuvieron que usar uno muy grande para no interferir con este catión aromático. Bueno, pues en estos artículos donde lo que buscamos es un anión, el contrayón va a ser un cation y al final hacen varias pruebas, más uno de los artículos que el otro y descubren que en este caso el óptimo es el más chiquitito posible, el cation litio, que contribuye así, que contribuye a moldear este anillo y a estabilizarlo. Otra cosa curiosa: Angur dio con el compuesto casi por accidente; estaba intentando preparar otra molécula completamente distinta y se encontró con el anillo de cinco silicios. Obviamente son accidentes dirigidos, porque su grupo lleva mogollón de años, el…
Juan Carlos Gil explica cómo los equipos de investigación liderados por Iwamoto y Ankur Roy han obtenido anillos de cinco silicios, destacando las diferencias en su estructura asociadas al disolvente utilizado.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #16disolvente thf estructura planaaromaticidad anillo entorno contraión…Ankur, el anillo este con litio se asocia a THF, tetrahidrofurano, que lo usan como disolvente, pero que se mete en el cristal. Eso es inevitable, de hecho se enlaza, o sea, se coordina al litio también y es casi, casi, casi plano el anillo. Buenas noticias. Sin embargo, en el de Iguamoto y sus colaboradores obtuvieron una estructura que también es casi plana con el THF; menos mal porque los dos han obtenido el mismo chisme, pero cuando usan otro disolvente la cosa se dobla un poquito más, el anillo se pliega un poquito más así que está claro que si esto acaba funcionando bien con otros compuestos pues hay que tener muchísimo cuidado con el entorno del contraión porque dependiendo con quién te asocies puedes dar por perdida la aromaticidad del anillo. La difracción de rayos X, como nos pasaba con el ADN, que de nuevo se ha hablado tanto esta semana con una nueva revisita de la fotografía 49 de Rosalind Franklin, pues solo da la imagen del cristal y la actividad química de estos chismes es en disolución, es…
Juan Carlos Gil explica que ambos trabajos buscaron la señal del litio 7 y observaron que aparece muy apantallada, lo cual sugiere un carácter aromático en el anillo de cinco silicios.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #5litio 7 apantallada anillo siliciocarácter aromático anillo cinco siliciosrmn hidrógeno 1 iwamotogrupos gordos tip anilloteoría funcional densidad campo magnéticodesplazamiento químico independiente núcleo nicscarácter aromático anillo siliciociclo pentadienuro carbono referencia aromática…menos a la escala temporal de la RMN, los 5 silicios son equivalentes No podemos descartar que estén alternando Héctor entre dos formas, una por encima y otra por debajo del plano, pero ya te digo, de forma promediada, según RMN, pues todos los silicios son Iguales ambos trabajos también buscaron la señal del litio 7 y se ve que aparece muy apantallada, lo cual de nuevo es una buena noticia porque es un indicio de que hay una corriente electrónica que nos separa del anillo y que por tanto podría estar apuntando a carácter aromático de este anillo y luego solamente en el trabajo de Iwamoto hacen la RMN del hidrógeno 1 habitual con todos los hidrógenos que están colgando de los TIP, de los grupos gordos TIP que os decía antes y bueno, se ven perfectamente las dos caras del anillo, lo que concuerda con el hecho de que el litio esté coordinado preferentemente por una de ellas, no por las dos a la vez. Y siguen y de nuevo los dos equipos coinciden en la siguiente técnica: utilizan cálculos de teoría de la funcional de la densidad, con ellos calculan una cosa que se llama desplazamiento químico independiente del núcleo, NICS; y resumiendo, estiman el campo magnético que ha inducido en zonas por encima y por debajo del plano. Y resumiendo, los números de este cálculo respaldan bastante bien cierto carácter aromático, aunque la respuesta magnética del anillo este de silicios no es igual que la del ciclo pentadienuro de carbono, ni mucho menos; el campeón de los aromáticos sigue siendo los carbonos, pero desde luego es una pista muy buena. El equipo japonés siguió e hizo espectroscopía ultravioleta visible e hizo cálculos también de funcional de la densidad dependiente del tiempo para interpretar las bandas de absorción de la espectroscopía y se vio claramente como los grupos TIP estos y la…
Juan Carlos Gil resume las conclusiones sobre los anillos de cinco silicios estudiados por equipos liderados por Iwamoto y Ankur Roy, destacando su estructura casi plana, flexibilidad y carácter aromático.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #8estructura plana anillos silicio royflexibilidad carácter aromático silicio…del trabajo de los japoneses encima de la tabla 2. O sea, que hay un paralelismo bueno pues muy notable, que yo nunca me he encontrado entre los artículos, es una casualidad está fenomenal. Resultado intento ir un poco deprisa porque nos vienen los nobles. todo apunta a un anillo de cinco silicios casi plano con cierta flexibilidad y con marcado carácter aromático aunque los detalles, la forma precisa y por tanto su estabilidad va a depender del entorno y en particular de la coordinación con otros posibles chismes del cation, en este caso del litio Concluyendo, ¿por qué me ha parecido importante lo que cuentan estos dos artículos? Bueno, pues primero porque culminan una búsqueda realmente de décadas, ¿vale? Para obtener un anillo aromático, digamos, no trivial, un poco más allá de los tres, del triángulo, ¿no? Formado enteramente por silicio y además, pues eso, que tras tanto tiempo…
Juan Carlos Gil recuerda una creencia anterior sobre las propiedades del silicio y expresa su satisfacción por poder anunciar la síntesis exitosa de un anillo aromático compuesto de silicio.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #16silicio metálico vox populianillo aromático de siliciosíntesis anillo aromático gil…por silicio y además, pues eso, que tras tanto tiempo que se dé la circunstancia de que el desenlace es doble, pues es especialmente feliz, aunque como os he intentado contar muy rápido, la forma en la que han llegado a ellos han sido distintas las rutas son. Distintas algún disolvente es distinto cuando yo estudiaba química; estoy hablando pues hace un rato largo a finales del año pasado era Vox Populi que el silicio era demasiado metálico si quieres como para formar arillos aromáticos, ¿vale? Y me encanta poder estar contándoos hoy que hemos visto al fin un anillo aromático, un anillo de silicios decididamente aromático. Como dije en el cierre de mi charla de este Año de Naucas Bilbao, cada generación revisa las convicciones de la generación anterior y deja otras pendientes de revisión, ¿no? Y bueno, pues así es la ciencia y por eso me apasiona. Decía: el descubrimiento del ferroceno impulsó a lo bestia el desarrollo…
Juan Carlos Gil explica que existen diferentes configuraciones de anillos aromáticos, como el antraceno y el naftaleno, que se forman al unir varios ciclos, y menciona la vitamina B3 como un derivado de la pirimidina.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #3antraceno y naftaleno anillos aromáticosvitamina b3 derivado de pirimidinaanillos de carbono flexibles…se podría hacer también otro anillo diferente. Claro, se trata de jugar igual que ha jugado la naturaleza y la química orgánica con la regla de Huckel; lo que pasa es que hasta ahora creíamos que era imposible, creíamos que no éramos capaces de estabilizarlo. Sí, y sobre un único ciclo, pero hay antraceno, naftaleno, que es juntando varios de estos, y hay anillos de 6, de 8, de 10, y muchos de ellos son aromáticos; cada vez más difíciles y se te empiezan a doblar, porque esto, en fin, son cosas razonablemente flexibles. Pero la vitamina B3 es un derivado de la pirimidina, o sea, las posibilidades son tremendas hasta llegar a las formas de vida que siempre menciona Borja, que nosotros estamos en carbono, pero vete tú a saber por ahí. ¿Y por qué pronuncias Hückel? Representa como con una I, ¿no? Porque no sé, se me da muy mal pronunciar el alemán, es Hückel, ¿no? Un alemán, lleva una diéresis, ya una U Una U pura, sí, Huckel, vale Algo así, suena más alemán, hay que pronunciarlo en placa alemán Pero básicamente se…