Maquines molecularsestudis teórics sobre espécies de [2] rotaxans

Abstract

Tesis situada en el campo de las simulaciones teóricas aplicadas a la química orgánica supramolecular, centrándose principalmente en el estudio teórico de sistemas químicas capaces de actuar cómo máquinas moleculares. Estos estudios se han basado en hallar un marco teórico adecuado, en el cual poder estudiar, detalladamente, el comportamiento de las especies de [2]rotaxanos. Los puntos más destacados desarrollados en la tesis doctoral son los siguientes: -Se ha realizado una primera aproximación a la simulación de los procesos de isomería translacional de los [2]rotaxanos 1-4 mediante cálculos de mecánica molecular. Esta técnica ha permitido evaluar de manera correcta las barreras energéticas de salto y la distribución de poblaciones de los isómeros translacionales. Las interacciones principales entre el ciclofano y las estaciones aromáticas incluidas son interacciones de van der Waals y electrostaticas. -El equilibrio termodinámico entre los dos isómeros translaciones puede modificarse incorporando grupos metilo en la cadena de poliéter en la zona de salto de ciclofano entre las dos estaciones. Al aumentar la barrera energética de salto, la interconversión ràpida entre isómeros desaparece y sólo tener lugar mediante estímulos externos. -El campo de fuerzas AMBER, con la aplicación de cargas RESP y el desarrollo de un modelo de solvatación explícito para el solvente acetonitrilo, han permitido establecer un marco teórico adecuado para el estudio de los pseudorotaxanos de benzidina y de 4,4¿-bibenol, transferible al estudio del [2] rotaxano 3. -La idoneidad del modelo final con el campo de fuerzas AMBER se ha comprobado al reproducir los datos experimentales relativos a la diferencia en el incremento de energía libre entre los procesos de inclusión de los pseudorotaxanos en acetonitrilo y el incremento de energía libre entre los dos isomeros translacionales del [2] rotaxano 3.