Procesos asociativos y disociativos desacoplados en complejos huésped-huésped fuertes pero altamente dinámicos

Área de la Ciencia:

• Química supramolecular
• Ciencias de los materiales
• La cinética química

Sus antecedentes:

• La cinética y la termodinámica son cruciales para los sistemas supramoleculares en sensores y materiales.
• Las interacciones anfitrión-invitado son vitales para los materiales a base de agua, la detección y la administración de medicamentos.
• Los macrociclos de Cucurbit[8]uril (CB[8]) forman complejos estables con varios huéspedes.

Objetivo del estudio:

• Investigar la dinámica de unión de los compuestos aromáticos ricos en electrones con el CB[8] y el dimetilviólogo.
• Explorar la relación entre la estructura del huésped, la cinética y la termodinámica.
• Demostrar un control sensible a los estímulos sobre la formación compleja y las propiedades del material.

Principales métodos:

• Espectrofluorimetría de flujo detenido para medir las constantes de tasa de asociación y disociación.
• Síntesis y caracterización de los complejos heteroternarios.
• Análisis reológico de hidrogeles formados por complejos ternales CB[8].

Principales resultados:

• Se lograron altas constantes de unión de equilibrio (Keq hasta 10^14 M^-2).
• Las tasas de asociación se acercaban al límite de difusión y eran insensibles a los huéspedes.
• Las tasas de disociación variaron significativamente con la estructura del huésped, correlacionándose con la selectividad termodinámica.
• Los estímulos externos (viscosidad, presión) perturbaron selectivamente el proceso asociativo.
• Los complejos mostraron una mayor unión con la presión, lo que condujo a hidrogeles insensibles a la presión.

Conclusiones:

• El desacoplamiento de los procesos asociativos y disociativos permite ajustar los parámetros cinéticos.
• Los complejos ternários CB[8] ofrecen flexibilidad de diseño para sistemas anfitrión-invitado hechos a medida.
• Los hidrogeles insensibles a la presión tienen implicaciones significativas para las aplicaciones de los materiales.