MODELADO DE LA MICROHIDRATACIÓN DEL TETRAHIDROPIRANO

VALLEJOS, MARGARITA; ANGELINA, EMILIO; PERUCHENA, N. M.

Salta

Simposio; XVI Congreso Argentino de Fisicoquimica y Qca Inorganica; 2009

AAIFQ

El conocimiento de la naturaleza de las interacciones entre las moléculas de agua y un soluto orgánico es crucial para describir los procesos de hidratación y otros procesos biomoleculares. Existen varios modelos que intentan explicar la estructura que adoptan las moléculas de agua alrededor de un soluto, sin embargo, nuevos resultados provenientes de la observación de espectros IR y RMN de solutos orgánicos en solución acuosa a distintas diluciones, indican que el modelo de la estructura del líquido alrededor del soluto, debe ser reformulado.1 En particular la hidratación de compuestos orgánicos con grupos polares, conlleva la formación dedistintos tipos de Enlaces de Hidrógeno (EH). Con el objeto de analizar las propiedades a nivel molecular y electrónico de la microhidratación de compuestos orgánicos con grupos polares, en el presente trabajo se realizó un estudio en base a la Teoría del funcional de la densidad y la Teoría de Átomos en Moléculas (AIM), sobre los complejos tetrahidropirano THP–(H2O)n (con n=1–4). Las estructuras de partida se obtuvieron mediante la aplicación del método “Modified Scheme of Monosolvatation”, en conjunción con el método semicontinuo de hidratación implementado en el programa AGOA 2.02, a nivel B3LYP/6–31G**, luego las geometrías se reoptimizaron a nivel B3LYP/6–311+G**. Se llevo a cabo un detallado análisis topológico de la densidad de carga electrónica en base a la  teoría AIM, y un análisis de los orbitales naturales de enlace (NBO), sobre las geometrías optimizadas. Todos los cálculos de estructura electrónica se realizaron con el paquete de programas Gaussian 03. Los resultados obtenidos muestran que dos, cuatro, nueve y diez estructuras de mínima energía son posibles para los complejos mono (M); di (D); tri (T) y tetrahidratados (Q) respectivamente. La  energía de los complejos mas estables M, D, T, y Q es de –6.36; –14.73; –24.11 y  –35.92 kcal/mol respectivamente; observándose que a medida que aumenta el número de moléculas de agua, los complejos gananmayor estabilidad. Mediante el análisis AIM se ha confirmado, la existencia de lainteracción Ow–Hw···OTHP en todos los complejos analizados. En los complejos D, T y Qse produce también, la formación del EH Ow–Hw···Ow (puentes de agua) además del EH C–H···Ow, que involucra a los enlaces Cb–Hax o Ca–Heq de la porción no polar del THP. Nuestros resultados indican que se produce un efecto cooperativo entre los EHs, observándose como consecuencia, fortalecimiento y aumento del carácter  covalente de la interacción Ow–Hw···OTHP. Los resultados del análisis NBO se encuentran en concordancia con los del análisis AIM.1 Mizuno K., S. Imafuji, T. Fujiwara, T. Ohta, Y. Tamiya. J. Phys. Chem. B. 2003, 107, 3972. Mizuno K., S. Imafuji, T. Fujiwara, T. Ohta, Y. Tamiya. J. Phys. Chem. B. 2003, 107, 3972. 2 AGOA program v2.0, Zaldini Hernandez M., Depto. De Ciencias Farmacêuticas (UFPE), 2003, http://www.ufpe.br/farmacia/zaldini/agoa.html.