(Blacksburg, Virginia, 15 de mayo.) - A medida que los científicos crean complejos moleculares para realizar operaciones cada vez más minutos - como molecular interruptores de nivel o dispositivos de memoria - es fundamental que las fuerzas de asociación que mantienen los componentes moleculares junto entenderse con precisión .
Pero las mediciones de las constantes de asociación a menudo no son precisos, de acuerdo con un artículo de Virginia Tech Ph.D. estudiante Jason Jones y profesor de química Harry W. Gibson, publicado en 15 de mayo de edición en línea de la Revista de la Sociedad Química Americana ("Ion Pairing y Host-Invitado Complejación en Baja Dielectrict Solventes constantes", programado para la impresión el 25 de junio) .
El diseño de moléculas que el interruptor de encendido y apagado o que se adhieren a un material para transportarlo y luego soltarlo en algún señal externa, requiere de un proceso de formación de complejos (o conexión) que es reversible. Fine control de los procesos de formación de complejos reversibles requiere comprensión precisa de las fuerzas de atracción que tienen dos o más moléculas juntas en el montaje supramolecular.
Gibson y sus estudiantes empezaron a echar un vistazo más de cerca cómo las constantes de asociación (Ka) se determinan en los complejos moleculares que estaban construyendo cuando las mediciones Ka no coinciden con los de la literatura.
El uso de un sistema simple hospedador-huésped conocido como un pseudorotaxano, grandes moléculas anfitrionas cíclico se les permitió interactuar con molécula huésped lineal para crear un complejo supramolecular roscado. El anfitrión y huésped están obligados por fuerzas electrostáticas, principalmente enlaces de hidrógeno. Dado que los sistemas invitados son sales, en disolventes de baja polaridad "La atracción entre los iones positivos y negativos significa que la especie de sal son predominantemente íntimamente-ion emparejado pero no del todo", dice Gibson.
En Química 101, A + B = C. "Si usted sabe qué cantidad de cada especie - anfitriones (H) e invitados (G) - que tiene, entonces se puede predecir la cantidad del complejo (C) obtendrá - si usted también sabe Ka - la asociación constante ", dice Gibson.
Ka = C dividido por (A) (B), donde A = la H que comenzó con menos C (H0-C) y B = la T que comenzó con menos C (G0-C). [Ka = C / (H0-C) (G0-C)]
Sin embargo, que sólo funciona si las moléculas huésped y el complejo son de iones de emparejado en la misma medida, dice Gibson. Y eso no sucede.
Los investigadores desarrollaron ecuaciones para determinar Ka cuando las extensiones de apareamiento iónico eran diferentes y las probaron. "Se requiere más trabajo y más datos", dice Gibson. "Pero con el fin de hacer que los materiales funcionales utilizando la química supramolecular, usted tiene que tener tan alto Ka posible. Ahora que sabemos más acerca de los distintos pasos y factores que intervienen, hemos sido capaces de construir mejores arreglos supramoleculares ".
Jones ha sido capaz de aumentar Ka 50 veces en un trabajo reciente (presentado a la Sociedad Química de Estados Unidos en marzo). Una mayor comprensión de la dinámica de unión permitirá el desarrollo de los materiales a nivel molecular innovadoras, tales como motores moleculares y dispositivos de memoria molecular.
No hay comentarios:
Publicar un comentario