Mejora de la cooperatividad de los quelatos en los disolventes polares

Área de la Ciencia:

• Química supramolecular
• Química Física y Orgánica
• Espectroscopia

Sus antecedentes:

• Los enlaces de hidrógeno intramoleculares juegan un papel crucial en el reconocimiento y la estabilidad molecular.
• Los disolventes polares pueden competir y interrumpir las interacciones intramoleculares, afectando las afinidades de unión.
• Comprender los efectos del disolvente es clave para diseñar moléculas con propiedades de unión predecibles.

Objetivo del estudio:

• Investigar los efectos competitivos de un disolvente polar (fenol) en la formación de enlaces de hidrógeno intramoleculares en complejos de zinc porfirina-piridina.
• Cuantificar el impacto de la composición del disolvente en la molaridad efectiva (EM) para la formación de enlaces H intramoleculares.
• Para aclarar la interacción entre las interacciones solvente-solute y los efectos de unión cooperativa.

Principales métodos:

• Se emplearon titulaciones UV de alto rendimiento para monitorear la formación de complejos.
• Se utilizaron ciclos químicos de doble mutante (DMC) para determinar las molaridades efectivas (EM).
• Se llevaron a cabo estudios con veinticuatro complejos de porfirina-piridina de zinc en diversas mezclas de disolventes de tolueno-fenol.

Principales resultados:

• Las molaridades efectivas (EM) de los enlaces H fenol-amida intramoleculares aumentaron significativamente (en un orden de magnitud) con el aumento de la concentración de fenol.
• El fenol disuelve fuertemente los grupos de amida, aumentando el volumen estérico y desestabilizando los complejos.
• La formación de enlaces H intramoleculares alivia el obstáculo estérico, mejorando la fuerza motriz para las interacciones cooperativas.

Conclusiones:

• La solvación competitiva por solventes polares puede ser contrarrestada por el aumento de la molaridad efectiva en sistemas multivalentes.
• El estudio demuestra un mecanismo en el que la competencia del disolvente se ve atenuada por una mayor formación de enlaces H intramoleculares.
• Este trabajo proporciona información sobre el diseño de ligandos y complejos con afinidades de unión sintonizables en presencia de disolventes competidores.