La estabilidad termodinámica es un pobre indicador de la cocristalización en modelos de moléculas orgánicas

Área de la Ciencia:

• Química del estado sólido
• Ciencias de los materiales
• Química computacional

Sus antecedentes:

• La cocristalización es clave para ajustar las propiedades moleculares del estado sólido.
• La mayoría de los pares moleculares no logran cocristalizarse, formando cristales de un solo componente o sólidos amorfos.
• La predicción de la cocristalización se basa en la predicción computacional de la estructura cristalina, pero los factores cinéticos a menudo se pasan por alto.

Objetivo del estudio:

• Investigar si un cocristal termodinámicamente estable garantiza la cocristalización.
• Evaluar la fiabilidad de los criterios termodinámicos para predecir los resultados de la cocristalización.
• Explorar la influencia de los factores cinéticos en el éxito de la cocristalización.

Principales métodos:

• Simulación de la cristalización de más de 2600 pares distintos de moléculas de modelo quiral en 2D.
• Se han calculado paisajes de energía cristalina precisos para todos los sistemas simulados.
• Analizó la relación entre la estabilidad termodinámica y la cocristalización observada.

Principales resultados:

• La estabilidad termodinámica por sí sola es un predictor poco confiable de la cocristalización.
• La mayoría de los sistemas con cocristales termodinámicamente favorables no se cocristalizan.
• Las tasas de cocristalización se triplicaron cuando se usaron coformadores que forman cristales de un solo componente menos ordenados.

Conclusiones:

• Los factores cinéticos juegan un papel decisivo en los resultados de la cocristalización.
• La formación de cocristales termodinámicamente estables no asegura su formación en la práctica.
• La comprensión de las barreras cinéticas es crucial para predecir y lograr una cocristalización exitosa.