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FP7

HELICALLENES Resultado resumido

Project ID: 327582
Financiado con arreglo a: FP7-PEOPLE
País: Suiza

Nueva información sobre el mundo quiral

Un grupo de científicos financiado con fondos europeos ha desarrollado una nueva clase de macromoléculas quirales estables, conocidas como oligómeros alenoacetilénicos, en su afán por investigar la causa de la actividad óptica elevada. Estos materiales revisten interés en el campo de la química tanto por sus propiedades quiroópticas excepcionales como por toda una serie de aplicaciones posibles de otra clase.
Nueva información sobre el mundo quiral
La actividad óptica describe el fenómeno por el que las moléculas quirales hacen rotar la luz polarizada bien en la dirección de las agujas del reloj, bien en la contraria. Como moléculas quirales, los alenoacetilenos son enantiopuros y presentan una actividad óptica muy alta.

En el proyecto HELICALLENES (Helical alleno-acetylenic oligomers with high chiroptical activity), los investigadores consiguieron formar ensamblajes supramoleculares de alenoacetilenos con vistas a estudiar las relaciones existentes entre su estructura y sus propiedades.

En un estudio de macrociclos y oligómeros alenoacetilénicos con distintos ligantes, realizado mediante una combinación de métodos computacionales y experimentales, los investigadores demostraron que el marcado efecto Cotton es un signo distintivo de las moléculas alenoacetilénicas. También encontraron pruebas de que esas moléculas adoptan una estructura helicoidal, y de que su «lateralidad» depende de la quiralidad de los monómeros constituyentes.

Otro hallazgo importante fue el de que los ligandos alenoacetilénicos enantiopuros se ensamblan de manera diastereoselectiva, formando helicatos de triple hebra, cuando se les añade una sal de zinc(II). No obstante, lo realmente notable y raro fue que esa estructura helicoidal fuera lo suficientemente grande como para encapsular moléculas orgánicas. Los espectros de dicroismo circular de los helicatos resultaron ser tremendamente sensibles a la naturaleza de las moléculas huésped.

Dado que muestran una afinidad particular por los huéspedes aquirales, no cromofóricos, que habitualmente se encuentran en el agua, se deduce que estos materiales quirales podrían servir como detectores de varias moléculas.

El equipo del proyecto procedió después a sintetizar estructuras helicoidales ampliadas, con dos cavidades separadas. La unión independiente de pequeños huéspedes a ambas cavidades sería el primer ejemplo publicado de unión de múltiples huéspedes en el interior de helicatos enantiopuros. El efecto Cotton era más fuerte en este caso que en las estructuras helicoidales más cortas.

Se observó también que las hebras enantiopuras de alenoacetilenos se ensamblaban formando helicatos de doble hebra cuando se añadían sales de plata(I). Tras aumentar la polaridad del disolvente, esos helicatos formaban estructuras entrelazadas con una morfología peculiar, lo que demuestra un aumento importante del efecto Cotton.

El gran impacto socioeconómico que podría tener el uso de estos materiales quirales se debe a su posible aplicación como sensores sensibles y selectivos para la detección de analitos en soluciones acuosas. Además, su capacidad de ensamblaje utilizando determinadas sales, combinada con sus propiedades quiroópticas excepcionales, dota a estos materiales de utilidad en futuros dispositivos optoelectrónicos.

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Palabras clave

Oligómeros alenoacetilénicos, química supramolecular, reconocimiento molecular, actividad óptica, moléculas quirales, enantiopureza, efecto Cotton, detección de analitos
Número de registro: 180986 / Última actualización el: 2016-04-08
Dominio: Tecnologías industriales