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Química Supramolecular Aula 1 – Conceitos básicos 1

Química Supramolecular - quimica.ufpr.br SUPRAMOLECULAR/QSM_Aula_01... · O que é química supramolecular 3 Jean-Marie Lehn (Nobel 1987) The chemistry of molecular assemblies and

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Química Supramolecular

Aula 1 – Conceitos básicos

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Histórico

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Teve seu início na quimica de macrocíclicos

Jean-Marie Lehn (Nobel 1987) The chemistry of molecular assemblies and of intermolecular bond

O que é química supramolecular

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Jean-Marie Lehn (Nobel 1987) The chemistry of molecular assemblies and of intermolecular bond.

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The chemistry of molecular assemblies and of intermolecular bond.

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Conceitos básicos:

i. Paul Ehrlich (1906): Coorpora non agunt nisi fixata.

ii. Fischer (1894): complementariedade do hospedeiro e do hóspede em tamanho e forma.

iii. Alfred Werner (1893): a ligação seletiva envolve mútua atração e afinidade entre o hóspede e o hospedeiro.

iv. Koshland (1958): teoria do encaixe induzido

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v. Lehn (2002):definição funcional

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Química host-guest máquinas e dispositivos moleculares Auto montagem (self-assembly) sistemas de reconhecimento molecular Polimeros não covalentes, cristais líquidos e química bottom-up

Informação molecular intrinseca

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(a) Paradigma do hóspede-hospedeiro: complementariedade mútua

Construção de compostos supramoleculares

(b) Paradigma do clatrato (estado sólido): tipo de composto de inclusão, no qual dois ou mais componentes estão associados, sem que haja ligação quimica.

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Interações fracas não direcionais , hidrofóbicas como as interações de van der Waals, e efeitos de empacotamento cristalino Cavitatos: Clatratos:

12 Burning ice

Exemplo:

(c) Paradigma da automontagem: interação complementar, sem que haja um hópede e um hospedeiro

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4- Natureza das interações supramoleculares

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As interações moleculares foram descobertas por Johannes Diederik van der Waals.

Todas as interações moleculares ocorrem devido interações de

natureza eletrostática e podem ser descritas por variações da Lei de Coulomb.

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1. Forças de repulsão

3.1. As interações entre íons (íon-íon)

Interação íon-íon versus “outras forças intermoleculares”

3.2. Interação íon-íon dipolo

21 https://chem.libretexts.org/Textbook_Maps/Organic_Chemistry_Textbook_Maps/Map%3A_Organic_Chemistry_(McMurry)/Chapter_18%3A_Ethers_and_Epoxides%3B_Thiols_and_Sulfides/18.07_Crown_Ethers

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3.3. Interação dipolo-dipolo

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• Dipo-dipolo • Dipolo-dipolo-induzido • Dipolo-induzido-dipolo-induzido

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Ligação de hidrogênio

25 Eric Daniel Głowacki , Mihai Irimia-Vladu , Siegfried Bauer and Niyazi Serdar Sariciftci . J. Mater. Chem. B, 2013, 1, 3742-3753

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General criteria for an H-bond is a distance of less than 3.4 Å between D and A.

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PE = 100 °C PE = -33 °C

Ligação de hidrogênio

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Cooperatividade das ligações de hidrogênio

Exercício

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Interações de camada fechada

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Ligação de halogênios

32 https://www.intechopen.com/books/recent-advances-in-crystallography/halogen-bonding-in-crystal-engineering#article-front Halogen Bonding in Crystal Engineering Xin Ding, Matti Tuikka and Matti Haukka

σ-hole theory

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Interações entre sistemas de camada fechada d8 a d10s2 Distância M··M curtas - Ex.: AgI, CuI, AuI

Interções de força similar as ligações de hidrogênio.

Forças agentofílicas Forças aurofílicas

Interações de camada fechada envolvendo metais