Repligo de huéspedes: una estrategia de diseño molecular que produce un par fluorescente huésped / huésped de color...

Área de la Ciencia:

• Química supramolecular
• Química entre anfitrión y huésped
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• El desarrollo de socios huésped / huésped sintéticos con alta afinidad y selectividad en el agua es un objetivo importante en la química supramolecular.
• La mayoría de los sistemas huésped / huésped actuales exhiben afinidades débiles (micromolares o menos) debido a las barreras de compensación de entalpía / entropía.
• Lograr afinidades ultra altas (K_a > 10⁹ M^-1) en medios acuosos sigue siendo un desafío significativo.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el enhebrado de un ciclófano tetralactámico soluble en agua por un huésped cuadrado diseñado.
• Desarrollar un sistema supramolecular con una afinidad ultra alta y una rápida asociación en el agua.
• Explorar el plegado posterior del huésped como una estrategia para superar la compensación de entalpía / entropía para una mayor unión.

Principales métodos:

• Diseño racional de un huésped cuadrado fluorescente rojo intenso con cadenas de polietileno glicol.
• Modelado computacional para guiar el apéndice de los grupos N-bencilo para el plegado trasero de los invitados.
• Investigación del proceso de asociación huésped/huésped, incluida la afinidad (K_a) y la cinética de asociación (k_on) en el agua y el suero.

Principales resultados:

• Se sintetizó un nuevo complejo ciclófano / cuadrado con afinidad picomolar (K _{a = 5.1 × 10 ^{M -1) y cinética de roscado rápido (k on = 7.9 × 10 7 M -1) en agua.}}
• El proceso de complejación es impulsado por una contribución entálpica altamente favorable facilitada por el plegamiento posterior del huésped.
• El sistema demostró cambios ratiométricos en la emisión de rojo intenso y mantuvo un excelente rendimiento en solución sérica.

Conclusiones:

• El plegado trasero de grupos aromáticos es una estrategia eficaz para lograr complejos supramoleculares de ultraalta afinidad en medios acuosos y biológicos.
• El par desarrollado de ciclófano / cuadrado sirve como una plataforma versátil para imágenes y diagnósticos basados en fluorescencia.
• Este trabajo proporciona un nuevo enfoque para superar la compensación entalpia/entropía, lo que permite el diseño de sistemas supramoleculares avanzados.