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Una nuova ricerca chiarisce la struttura di composti complessi

Un team finanziato dall’UE ha condotto una vasta ricerca sulla determinazione della struttura di composti chimici complessi. Una migliore analisi strutturale agevolerà la progettazione di nuovi sistemi dotati delle proprietà molecolari desiderate, ad esempio proprietà chiro-ottiche su misura da utilizzare come sensori chimici.
Una nuova ricerca chiarisce la struttura di composti complessi
Attraverso la combinazione di conoscenze maturate in campi diversi della chimica, il progetto INTECHSE (International network on integrated techniques in structural elucidation) ha preparato mezzi di allineamento per studiare le strutture chimiche tramite risonanza magnetica nucleare adattata per evidenziare proprietà specifiche.

L’attenzione era rivolta sul controllo delle proprietà fisiche e la reattività chimica di macrocicli acetilenici e strutture poliaromatiche, che rappresentano sistemi ordinati. Il team ha preparato vari derivati antrachinonici e cromonici e ha studiato il loro comportamento di gelificazione. Inoltre, le triarilamine a ponte sono state funzionalizzate con perfluorati alchilici di diverse lunghezze, in grado di sottoporsi a interazioni non covalenti. Gli studi si sono incentrati sul loro comportamento di autoassemblaggio e sulla reattività chimica su diverse superficie metalliche e isolanti.

Le tecniche di microscopia a scansione di sonda e spettroscopia, unite agli studi computazionali, hanno rivelato una reciproca azione complessa tra struttura molecolare, interazioni intermolecolari e tra molecola e substrato. I risultati consentono di progettare un particolare elemento di base molecolare per i tipi desiderati di nanostrutture autoassemblate o covalenti su varie superfici.

I tentativi di fondere aril vinilidene e trifenilamine a ponte al corrispondente precursore poliacriloil idrazide (PAH) centrata sull’azoto si sono concentrati sul cambiamento del modello molecolare del precursore e l’aggiunta di frazioni, accanto alla formazione di un ponte tra unità per facilitare la ciclo-deidrogenazione fotochimica In qualità di metodo complementare per una chimica di soluzione, il team ha utilizzato una tecnica di microscopia, per studiare la capacità di vari precursori a ponte di aril vinilidene di sottoporsi alla ciclo-deidrogenazione desiderata su superfici metalliche.

Gli scienziati hanno sintetizzato una nuova famiglia di PAH drogati con azoto, con varie catene di alchini e controioni e hanno studiato la loro capacità di sfaldare grafite in etanolo. I risultati dimostrano le potenzialità di alcuni composti che fungono da droganti supramolecolari per il grafene e che ne regolano la struttura elettronica.

Attraverso questi metodi computazionali e spettroscopici, gli scienziati hanno chiarito le distribuzioni conformazionali di piridoallenofani e la loro dipendenza dal solvente. L’analisi spettrale a un fotone ha rivelato quali conformatori siano presenti a temperatura ambiente. Altre attività hanno riguardato la costituzione di modelli affidabili per indagare sulla risposta di dicroismo circolare di specie chimiche che presentano conformazioni differenti.

Un’altra attività di ricerca si è occupata della computazione dell’accoppiamento vibronico di dimeri di eccitone, che spiega la forma diversa di dicroismo circolare elettronico. Il team ha proposto un protocollo computazionale basato su hamiltoniana armonica per eccitazione locale e simulazioni dinamiche quantistiche sugli stati accoppiati. Il team del progetto ha anche eseguito simulazioni delle forme di dicroismo circolare vibronico derivanti da trimeri e tetrameri impilati.

INTECHSE ha offerto un’occasione unica per i chimici di sintesi di apprendere aspetti fondamentali di informazioni strutturali ottenute da spettroscopie magnetiche e ottiche, in cui le misurazioni sperimentali risultano conformi ai calcoli teorici. I chimici teorici hanno approfondito la conoscenza relativa ai meccanismi responsabili di risposte chiro-ottiche e metodologie opportune per la caratterizzazione strutturale.

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Keywords

Sistemi coniugati, proprietà chiro-ottiche, sensori chimici, INTECHSE, spiegazione strutturale