Desbloqueo de la resolución quiral espontánea en cúmulos de plata mediante control estérico y aniónico

Área de la Ciencia:

• Química Supramolecular
• Cristalografía
• Ciencia de Materiales

Sus antecedentes:

• La resolución quiral espontánea a partir de precursores aquirales es difícil de predecir.
• La quiralidad es crucial para el reconocimiento molecular y las propiedades ópticas.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una estrategia de diseño racional para la resolución quiral espontánea.
• Investigar la influencia de la estérica del ligando y los contraiones en el autoensamblaje de los cúmulos.
• Explorar el potencial de los cristales quirales resultantes en óptica no lineal.

Principales métodos:

• Síntesis de cúmulos de plata trinucleares basados en C3-simétricos tris(2-benzimidazolilmetil)amina.
• Variación controlada de los sustituyentes del ligando y los contraiones (trifluorometanosulfonato y metanosulfonato).
• Análisis de difracción de rayos X para determinar las estructuras cristalinas e identificar el autoensamblaje quiral o el autoensamblaje social.
• Investigación del intercambio aniónico para la conmutación reversible entre formas quirales y racémicas.
• Caracterización de la actividad óptica y las respuestas de generación de segundo armónico (GSA).

Principales resultados:

• Los cúmulos de plata trinucleares con ligandos estéricamente exigentes y aniones trifluorometanosulfonato produjeron cristales homoquirales mediante resolución espontánea.
• Los cúmulos con ligandos menos estéricamente impedidos y trifluorometanosulfonato dieron lugar a cristales racémicos mediante autoensamblaje social.
• Los aniones metanosulfonato condujeron consistentemente al autoensamblaje social, formando cristales racémicos.
• Las estructuras homoquirales pudieron convertirse reversiblemente a formas racémicas mediante intercambio aniónico.
• Los cristales quirales exhibieron actividad óptica y respuestas de generación de segundo armónico (GSA).

Conclusiones:

• La sintonización sistemática de las interacciones π⋯π intermoleculares dirige el autoensamblaje quiral.
• La estérica del ligando y la elección del contraión son críticas para controlar la resolución quiral espontánea en cúmulos de plata.
• Es posible la conmutación controlable entre polimorfos quirales y racémicos.
• La estrategia desarrollada ofrece información para el diseño de sistemas de resolución espontánea con aplicaciones potenciales en óptica no lineal.