Estudio topológico del efecto cooperativo en supramoléculas de ácido cianúrico

PAMIES, SILVANA; ANDRE N. PETELSKI; SOSA, G. L.; PERUCHENA, N. M.

Montevideo

Congreso; QUITEL 2016, 42nd International Congress of Theoretical Chemists of Latin Expression Montevideo, Uruguay, November 20th-25th 2016; 2016

QUITEL (Theoretical Chemists of Latin Expression)

La química supramolecular se ha vuelto un área cada vez más importante en la investigación de la ciencia de los materiales, la ingeniería de cristales y la nanoquímica, dado que permite la construcción auto programada de estructuras moleculares complejas. Uno de los compuestos que ha suscitado gran interés en este campo es el ácido cianúrico (AC), el cual ha sido comúnmente utilizado como estabilizante del cloro libre en piscinas. Asimismo, debido a sus características estructurales similares a las de las bases nitrogenadas del ARN y ADN, el AC se ha convertido en un excelente candidato con potenciales aplicaciones en el auto-ensamblado molecular[1]. En estado sólido el AC se encuentra como anhidro o hidratado, aunque también se ha encontrado que este compuesto presenta un polimorfismo singular cuando es adsorbido en monocapas[2], presentando tres arreglos diferentes según la red de enlaces de hidrógeno (EH) que forme. Sin embargo la co-existencia de estas estructuras y su proceso de nucleación son cuestiones que aun requieren ser indagadas. Por ello, el estudio de las interacciones que gobierna la formación de los agregados supramoleculares resulta de gran importancia tanto para la comprensión molecular del fenómeno como para el futuro diseño programado de nuevas estructuras supramoleculares.Con este propósito, en este trabajo se realiza un profundo análisis topológico de las interacciones involucradas en el proceso de auto-ensamblado de varios clústeres de ACn (n = 2, 3, 5, 6, 7). Las geometrías fueron optimizadas al nivel B3LYP y -B97XD usando la base 6-311++G(d,p). Las interacciones fueron analizadas mediante la teoría de átomos en moléculas (AIM) de Bader. Se observaron numerosas combinaciones posibles de EH, de las cuales dos, a nuestro saber, no han sido reportadas en la literatura. Esto abre camino a una librería más amplia de las estructuras posibles que se pueden interconvertir en los sucesivos pasos que conducen al auto-ensamblado. Los resultados geométricos, energéticos y topológicos muestran, también, que las estructuras cíclicas están más favorecidas que las lineales, debido un importante efecto cooperativo de las interacciones.