Rol del efecto cooperativo en enlaces de hidrógeno involucrados en la monohidratación de cicloéteres

VALLEJOS, MARGARITA; ANGELINA, EMILIO L.; PERUCHENA, NÉLIDA M.

San Miguel de Tucumán, Tucumán. Argentina

Congreso; XXVII Congreso Argentino de Química; 2008

Asociación Química Argentina

La hidratación de compuestos orgánicos con grupos polares, generalmente se encuentra asociada a la formación de enlaces de hidrógeno (EHs) propios e impropios. Mizuno y colaboradores han propuesto un modelo de hidratación para los compuestos orgánicos con grupos polares a través de la formación del EH bifuncional, en el cual la molécula de agua cumple un papel dual, como aceptor y dador de protones, interactuando con ambas porciones del soluto simultáneamente. Con el propósito de correlacionar el modelo hidratación propuesto por Mizuno, con el efecto cooperativo de los distintos EHs, en el presente trabajo, realizamos un estudio en el marco de la Teoría del Funcional de la Densidad y de la Teoría de Átomos en Moléculas (AIM), de los distintos EHs producidos en la monohidratación de los cicloéteres: tetrahidrofurano (THF); tetrahidropirano (THP); 1,4?dioxano (1,4DX) y 1,3?dioxano (1,3DX). Nuestros resultados muestran, que las estructuras mas estables de los complejos monohidratados, se encuentran asociadas con la formación de un EH bifuncional >O1···Hwb(Hw)Ow···H?C, y en las estructuras levemente menos estables, se produce solamente, la formación de un EH propio Ow?Hwb···O1, entre la molécula de agua y la del cicloéter. La mayor estabilidad de los complejos  es atribuida al efecto cooperativo positivo que ejerce el EH C?H···Ow sobre el EH Ow?Hwb···O1, ocasionando el fortalecimiento de este último. La cooperatividad en los EHs, se ve reflejada i) en la menor distancias de enlace; ii) en la mayor densidad de carga electrónica en el PCE; iii) en el excesivo incremento de la población electrónica y la gran estabilización del átomo Ow y vi) en la mayor transferencia de carga electrónica entre aceptor de protones y dador de protones, de la interacción EH Ow?Hwb···O1. Consideramos que la información obtenida a nivel atómico y electrónico puede ser de gran utilidad, para profundizar en el conocimiento del rol que cumplen las moléculas de agua, en la organización de las estructuras biológicas.