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Estructura cristalina orgánica porosa de la 'jaula de jaulas' predicha mediante modelos informáticos | Buscar

Las jaulas orgánicas se han utilizado como precursoras para sintetizar estructuras porosas de orden superior, aumentando su funcionalidad y manteniendo la capacidad de procesarlas en solución.

El equipo del Reino Unido y China utilizó moléculas de jaula con puentes de éter como bloque de construcción (sus átomos de cloro son esenciales para formar puentes de éter) con tetrafluorohidroquinona enriquecida con flúor (TFHQ) como puente lineal. Los átomos de flúor proporcionan integridad estructural al limitar la rotación del enlace y pueden mejorar la solubilidad de las moléculas jaula-jaula resultantes.

Se construyeron modelos utilizando dinámica molecular y teoría funcional de la densidad para predecir los productos de reacción de estos bloques. Se predijeron varias topologías y sus energías relativas, sin considerar los efectos de los solventes, y los resultados indicaron una fuerte preferencia por una [4[2+3]+6]producto de jaula. El equipo, guiado por estas simulaciones, realizó experimentos de ensamblaje en dos pasos para evaluar las condiciones ideales.

Los resultados mostraron una buena concordancia entre la estructura prevista para el [4[2+3]+6]molécula de jaula y la estructura cristalina observada: cuatro jaulas trigonales ensambladas en una jaula tetraédrica más grande. El producto demostró una buena capacidad de sorción y estabilidad hidrolítica, propiedades importantes para las tecnologías de separación de gases y remediación de agua.

Esta nueva estructura de «jaula de jaulas» podría utilizarse como bloque de construcción para estructuras aún más complejas. Este estudio destaca el uso de métodos computacionales para evaluar los productos de reacción más probables, así como nuevos materiales no intuitivos en la síntesis supramolecular.

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Prudencia Febo

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