Efecto de la microhidratación de cicloéteres, en base al estudio de la distribución de carga electrónica

VALLEJOS, MARGARITA; PERUCHENA, NÉLIDA M.

Mendoza, Argentina

Simposio; XVII Simposio Nacional de Química Orgánica; 2009

Sociedad Argentina de Investigación en Química Orgánica

La mayoría de las estructuras de interés biológico, están directamente relacionadas a su entorno acuoso por interacciones inter e intramoleculares. Para contribuir a la comprensión de lo que ocurre en solución acuosa, un primer paso es considerar la microhidratación en pequeños cluster moleculares en fase gaseosa. En este sentido, los cicloéteres tetrahidrofurano (THF) y tetrahidropirano (THP), al presentar en su estructura, una porción polar y otra no polar, su microhidratación puede ser considerada como modelo de hidratación hidrofílica e hidrofóbica, tal como ocurre en la mayor parte de los sistemas biológicos. En el presente trabajo se realizó un estudio en base a la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT), la Teoría de Átomos en Moléculas (AIM), sobre los complejos THF/(H2O)n y THP/(H2O)n, con n=1-4. La búsqueda de todas las posibles estructura microhidratadas, se realizó mediante la aplicación del método ?Modified Scheme of Monosolvatation?, en conjunción con el método semicontinuo de hidratación implementado en el programa AGOA 2.0,3 a nivel B3LYP/6?31G**, luego las geometrías se reoptimizaron a nivel B3LYP/6?311+G**. Todos los cálculos de estructura electrónica se realizaron con el paquete de programas Gaussian 03. Se obtuvieron un gran número de estructuras de minima energía, correspondiente a los complejos mono (M), di (D), tri (T) y tetrahidratados (Q). La interacción EH Ow?Hw···Ocicloeter se encuentra presente en todos los complejos analizados. En los complejos D, T y Q se produce también, la formación del EH Ow?Hw···Ow (puentes de agua). Hemos establecido la existencia del EH C-H···Ow, la cual se encuentra asociada al EH bifuncional, donde el agua juega un papel dual como aceptor y dador de protones simultáneamente. Un resultado destacable de este trabajo, es la relación lineal hallada entre la sumatoria de la densidad electrónica en el punto crítico de enlace (sobre los EH) y la energía de interacción de los complejos, de esta manera es posible estimar la energía de cada uno de los EH, y su peso en la estabilidad global del sistema, en base a la Teoría AIM. La cooperatividad de los EH juega un importante rol, en los complejos energéticamente favorecidos, observándose una deslocalización de transferencia de carga concertada, que se manifiesta sobre las cargas parciales de las moléculas en los distintos sistemas. Consideramos que la información obtenida, puede ser de gran utilidad para ayudar a entender las preferencias de unión de las moléculas de agua en la hidratación de estructuras biológicas.