Met hoepels, gemaakt van fenyl- en pyridineringen, kun je diverse polycyclische aromatische koolwaterstoffen uit water of olie vissen. Op z’n minst handig voor analytische doeleinden en wellicht ook voor het opruimen van die PAK's, schrijven Fraser Stoddart en collega’s van Northwestern University in JACS.

De hoepels, die de naam ExBox4+ hebben meegekregen en afhankelijk van het bijgeleverde anion zowel in water als in olie kunnen oplossen zijn een verdere ontwikkeling van het cyclobis(paraquat-p-fenyleen) dat dezelfde groep eerder in Angewandte Chemie presenteerde. Die eerste variant was opgebouwd uit zes fenyl- en pyridineringen. Naftaleen, de kleinste PAK, paste precies in.

Bij de ExBox is het aantal ringen vergroot van 6 naar 8, en dat geeft voldoende ruimte om ook grotere PAK’s te bergen. In theorie is het gat in de hoepel ongeveer rechthoekig, met zijden van 3,5 en 11,2 Angstrom, maar in de praktijk blijkt het molecuul flexibel genoeg om zichzelf naar de vorm van een opgesloten PAK te vormen. ‘One size fits all’, in Stoddarts woorden. Het grootste molecuul dat er nog in past is coroneen, een zeshoekig samenstel van 7 zesringen.

In alle gevallen wordt de complexering gedreven door een overschot aan p-elektronen in de gemiddelde PAK, en het ingebakken tekort in de ExBox. Het leuke is dat je het kunt zien gebeuren omdat de van zichzelf kleurloze ExBoxen er geel, oranje, rood of bruin door verkleuren.

Tot nu toe hebben de Amerikanen 11 verschillende PAK’s kunnen vangen. Het lukte zelfs om de combinaties te laten uitkristalliseren en met röntgendiffractie te bevestigen dat de PAK’s inderdaad altijd stuksgewijs in een ExBox opgesloten raken.

Ze hebben ook een oplossing van ExBoxen in water toegevoegd aan een monster ruwe olie uit Saoedi-Arabië. Na schudden kleurde de waterfase geel als bewijs dat er PAK’s waren gevangen. Met een pipet zogen ze vervolgens de waterfase op en voegden er dichloormethaan aan toe, dat de PAK’s weer uit de ExBoxen zoog. Achteraf bleek 0,15 ml olie 1,2 mg PAK’s te hebben opgeleverd; de onderzoekers vermoeden dat er niet zo gek veel méér in het monster zat en concluderen dat het dus een behoorlijk effectieve extractiemethode is.

bron: C&EN

Onderwerpen