Polimerización supramolecular de moléculas sencillastransferencia y amplificación de quiralidad

Resumen

El objetivo general de la presente Tesis Doctoral consiste en el estudio de los procesos de polimerización supramolecular de moléculas orgánicas relativamente sencillas que son capaces de autoensamblar formando agregados supramoleculares altamente organizados. La combinación de estos estudios en disolución junto con la visualización de los agregados formados mediante diferentes técnicas microscópicas permitirá obtener los parámetros termodinámicos que definen el proceso de agregación y, a su vez, comprobar la morfología de las estructuras supramoleculares formadas. La presencia de distintos tipos de quiralidad en estas moléculas debe dirigir su organización en estructuras supramoleculares helicoidales, que permitirán llevar a cabo el estudio de la influencia de la quiralidad molecular en la quiralidad supramolecular y abre nuevas vías para la investigación del origen de la homoquiralidad en la naturaleza. Con esta idea en mente, la primera parte de esta Tesis se centra en el estudio de dos tricarboxamidas anfifílicas radiales derivadas de oligofenilen etinileno (OPE). Experimentos de UV-vis a temperatura variable demuestran la polimerización supramolecular cooperativa de estas tricarboxamidas que autoensamblan mediante enlaces de hidrógeno entre los grupos amida e interacciones ¿ entre las unidades aromáticas. La tricarboxamida aquiral autoensambla en estructuras con forma de cintas planas que experimentan una amplificación de quiralidad mediante la adición de una pequeña cantidad del compuesto quiral generando tiras retorcidas. Un objetivo más ambicioso consiste en la creación de un bolsillo solvofóbico capaz de proteger los enlaces de hidrógeno de disolventes polares. Para aislar los grupos amida de las cadenas periféricas derivadas de TEG, se han diseñado diferentes espaciadores parafínicos que separen estas dos funcionalidades. La segunda parte de esta Tesis se basa en la investigación de la influencia de la presencia de diferentes elementos de asimetría (quiralidad puntual y quiralidad axial) en la quiralidad supramolecular de los agregados formados. Los procesos de polimerización supramolecular cooperativa de dos tricarboxamidas derivadas de OPE, cuya conectividad entre los grupos amida ha sido intercambiada, originan agregados helicoidales orientados hacia la derecha o hacia la izquierda dependiendo de la configuración absoluta de los centros estereogénicos presentes en las cadenas laterales. 2 En este segundo Capítulo también se describe una serie de carboxamidas derivadas de perileno N ciclado que forman polímeros supramoleculares de manera cooperativa con una gran tendencia a agruparse. La unión de estas fibras genera una anisotropía espontánea en el medio que condiciona las características quirópticas de dichas moléculas. La unión de dos unidades de perileno N ciclado resulta en la formación de atropoisómeros que se pueden separar mediante HPLC quiral. Los espectros de CD de los seis estereoisómeros en un ¿buen¿ disolvente muestran un patrón dicroico que cambia drásticamente con la adición de un ¿mal¿ disolvente que favorece la agregación. La formación de agregados homoquirales está favorecida sobre la formación de agregados heteroquirales. Un conjunto completo de experimentos de amplificación de quiralidad revelan la supremacía de la quiralidad axial sobre la quiralidad puntual. En el tercer capítulo de esta Tesis se describe el trabajo realizado durante una estancia predoctoral en el grupo del profesor David K. Smith de la universidad de York. Durante este periodo se ha llevado a cabo el estudio de la formación de geles supramoleculares estables obtenidos mediante la combinación de dendrones de segunda generación derivados del aminoácido lisina y alquilaminas. Estos geles formados por dos componentes se han aplicado como medio para el crecimiento cristalino de fármacos que no presenten un grupo ácido carboxílico en su estructura.