Propiedades de encapsulación del huésped de una cápsula autoensamblada por enlaces dinámicos de éster borónico

Área de la Ciencia:

• Química supramolecular de las moléculas.
• Química orgánica es la química orgánica.
• Reconocimiento molecular.

Sus antecedentes:

• La química covalente dinámica permite la construcción de complejas arquitecturas moleculares.
• Los cavitandos son andamios versátiles para crear moléculas huésped con cavidades definidas.
• Los enlaces de éster de boro ofrecen enlaces dinámicos y reversibles para el autoensamblaje.

Objetivo del estudio:

• Para sintetizar y caracterizar una nueva cápsula autoensamblada (3a) utilizando tetrakis ((dihydroxyboryl) -cavitand y un enlazador de dihydroxyphenyl etano.
• Para investigar la selectividad de encapsulación del huésped y la termodinámica de unión de la cápsula 3a.
• Para dilucidar el mecanismo de captación y liberación del huésped y la influencia del disolvente en la encapsulación.

Principales métodos:

• Autoensamblaje de la cápsula 3a a través de la formación dinámica de enlaces de éster borónico.
• Estudios de encapsulación de huéspedes con varias moléculas aromáticas (derivados de bifenilo y antraceno).
• Caracterización estructural utilizando espectroscopia de RMN y cristalografía de rayos X. Caracterización estructural utilizando espectroscopia de RMN y cristalografía de rayos X. Caracterización estructural utilizando espectroscopia de RMN y cristalografía de rayos X. Caracterización estructural utilizando espectroscopia de RMN y cristalografía de rayos X. Caracterización estructural utilizando espectroscopia de RMN y cristalografía de rayos X.
• Análisis termodinámicos y cinéticos (constantes de asociación, 2D EXSY) para determinar los modos y mecanismos de unión.

Principales resultados:

• La cápsula 3a se autoensambla con éxito y encapsula selectivamente moléculas invitadas con orientaciones específicas.
• Se observó un efecto disolvente significativo: la encapsulación en C ((6) D ((6)) mostró constantes de asociación mucho más altas (450-48.000 veces) que en CDCl ((3).
• La encapsulación en C ((6) D ((6) es impulsada entálpicamente, mientras que en CDCl ((3) es impulsada tanto por entalpía como por entropía, con CDCl ((3) actuando como un invitado competidor.
• Se propuso un mecanismo de disociación parcial del enlace para el intercambio de invitados y fue apoyado por datos cinéticos y estructurales.

Conclusiones:

• La cápsula 3a autoensamblada demuestra una alta selectividad para la encapsulación del huésped, influenciada por los sustituyentes del huésped y la polaridad del disolvente.
• La elección del disolvente afecta críticamente la afinidad de unión y la termodinámica, con el benceno-d6 promoviendo una unión más fuerte impulsada por la entalpía.
• Un mecanismo dinámico que implica la disociación del enlace facilita el intercambio de invitados, destacando la naturaleza receptiva de la cápsula.
• El estudio proporciona información sobre el reconocimiento molecular y la química huésped-huésped dentro de ensamblajes covalentes dinámicos.