INTERACCIONES NO-COVALENTES EN TRANS-1,4-DICARBOXAMIDACICLOHEXANO

FERNANDO GARCÍA REYES; ADOLFO C. FANTONI; MÁXIMO BARÓN; GRACIELA M. PUNTE; GUSTAVO A. ECHEVERRÍA

Congreso; XIII Reunión de la AACr; 2017

Asociación Argentina de Cristalografía

Las interacciones intermoleculares no-covalentes desempeñan un rol decisivo en el reconocimiento y agregación de las moléculas. Su existencia posibilita, dependiendo de los grupos intervenientes, la formación de patrones estructurales característicos, denominados sintones supramoleculares. Si bien el empleo de éstos ha resultado exitoso en la obtención de estruturas cristalinas específicas, la predicción de una estructura cristalina conociendo la estructura molecular y por ende los sintones que ésta pueda formar, continua siendo un gran desafio. Una de las razones es que la estructura cristalina es el resultado de la acción coordinada de numerosas fuerzas intermoleculares como los puente de hidrógeno (PH) fuertes (O-H···O, N-H···O, O-H···N, N-H···N, etc), PH débiles (C-H···O, C-H···π, ec), enlaces halógeno (Hal···Hal, C-H···Hal, etc), π···π, etc. Fuerzas que actúan a distintos niveles de contacto y en forma no necesariamente aditiva durante la etapa de asociación molecular. Es decir, es la sinergia entre todas las fuerzas mencionadas la que determina en última instancia la estructura cristalina de equilibrio exhibida por la sustancia. En particular las amidas primarias o carboxamida son grupos capaces de formar PH fuertes del tipo N-H···O originando sintones comúnmente empleados en la ingeniería de cristales [1]. Resultados previos obtenidos por nuestro grupo, indican que las interacciones débiles del tipo PH C-H···O o enlaces halógeno pueden distorsionar la geometría de estos sintones [2], condicionando la disposición de equilibro adoptada por las moléculas y originando estructuras cristalinas novedosas. Un sistema de particular interés, es el Trans-1,4-dicarboxamidaciclohexano. Las moléculas cristalizan en el grupo espacial tetragonal P43212 por medio de PHs N-H···O fuertes y C-H···O débiles. Los grupos CONH2 se disponen a lo largo de un inusual eje tornillo cuádruple formando cadenas infinitas C(4). De manera análoga a lo observado por Gatti et al. [3] en la urea, el oxígeno del carbonilo actua como aceptor de cuatro PHs. Sin embargo en el presente caso, si bien dos de los PHs son del tipo N-H···O, los otros dos corresponden a PHs débiles del tipo C-H···O. En este trabajo profundizamos en el estudio de la naturaleza de los PHs débiles C-H···O y su rol en el establecimiento de la estructura de alta simetría mediante cálculos ab-initio, empleando análisis topológico del laplaciano de la densidad electrónica de carga (en la molécula libre y en el cristal) y Natural Bond Orbital (NBO) entre pares de moléculas vecinas.