Químicos de RUDN University han creado sustancias para el autoensamblaje de supramoléculas

Las supramoléculas son estructuras conformadas por varias moléculas. Las moléculas individuales se unen por autoensamblaje, es decir, sin algún control externo. La estructura obtenida posee propiedades que las moléculas individuales no tenían. Por ejemplo, crean nuevos materiales, catalizadores, máquinas moleculares para la administración de fármacos, conductores, etc. Para obtener un material con las propiedades deseadas, es necesario seleccionar moléculas iniciales y excipientes correctos que aseguren su unión. Una de las formas de controlar el autoensamblaje son las interacciones halógeno-halógeno. Estos son enlaces químicos que surgen entre dos elementos halógenos (por ejemplo, cloro, flúor, bromo). Así, unos químicos de RUDN University han creado una molécula con un enlace halógeno que puede formar supramoléculas o facilitar el autoensamblaje necesario con otras sustancias. Esto ayudará a crear sustancias para la industria química, la medicina, la electrónica.

«La posibilidad de controlar con precisión el entorno molecular es muy necesario para la producción de nuevas sustancias: catalizadores, materiales luminiscentes o conductores, etc. El enlace halógeno se ha utilizado recientemente como una herramienta útil para controlar la organización estructural de tales materiales supramoleculares. Por tanto, las interacciones halógeno-halógeno han recibido una atención especial», dijo Alexander Tskhovrebov, Doctor en Ciencias Químicas, investigador junior del Instituto Conjunto de Investigaciones Químicas de RUDN University.

Los químicos utilizaron 7 tipos de hidrazonas y tetracloruro de carbono como sustancias iniciales para la síntesis. La reacción se llevó a cabo a temperatura ambiente, duró de 1-3 horas y se usó cloruro de cobre como catalizador. Se obtuvieron 7 compuestos, dos de ellos se consideraron aptos para formar un enlace halógeno-halógeno entre sí o con otras sustancias. Los científicos de RUDN University examinaron estos compuestos usando cristalografía de rayos X. Luego, construyeron un modelo 3D de interacciones intramoleculares y comprobaron sus observaciones mediante un análisis topológico de distribución de la densidad electrónica.

Gracias a la capacidad de formar enlaces halógeno-halógeno, las nuevas sustancias pueden ayudar a controlar el autoensamblaje de moléculas o ellas mismas formar supramoléculas. Esto se debe a que ambos lados de las moléculas de las nuevas sustancias contienen átomos de dos halógenos (cloro y bromo). Como resultado, girando de manera correcta pueden unirse entre sí a través de los halógenos, el cloro se une con el bromo y viceversa, o formar enlaces halógeno-halógeno con otras sustancias, controlando así la creación de las supramoléculas.

«Hemos descubierto interacciones Cl-Br en estado cristalino y las hemos estudiado teóricamente. Los cálculos han demostrado que la molécula obtenida puede ser un donante de enlace halógeno relativamente fuerte. Con la aparición de átomos de bromo que aceptan enlaces halógenos, se obtiene una estructura supramolecular tridimensional», explicó Alexander Tskhovrebov, Doctor en Ciencias Químicas, investigador junior del Instituto Conjunto de Investigaciones Químicas de RUDN University.

La investigación ha sido publicada en la revista Mendeleev Communications.