Preferential formation of the different hydrogen bonds and their effects in tetrahydrofuran and tetrahydropyran microhydrated complexes

The role of cycloether-water (c-w) and water-water (w-w) hydrogen bonds (H-bonds) on the stability of the tetrahydrofuran THF/(H 2O) n and the tetrahydropyran THP/(H 2O) n complexes with n = 1-4 was investigated herein using the density functional and ab initio methods and the atoms in molecules theory. Geometry optimizations for these complexes were carried out with various possible initial guess structures. It was revealed that the major contributions of the mono and dihydrated complexes came from c-w H-bonds. A competition between c-w and w-w H-bonds contribution was observed for trihydrated complexes. For most of tetrahydrated complexes, the inter-water H-bonds provided the greatest contribution, whereas the c-w contributions were small but not negligible. It was confirmed that to produce a hydrophobic hydration of cycloethers, the C-H•••O w H-bond should be associated with a network of H-bonds that connects both portions of the solute, through the formation of a bifunctional H-bond. A linear correlation is obtained for the sum of electron density at the bond critical points (ρ b) with the interaction energy (ΔE) and with the solute-solvent interaction energy (ΔE s-w) of the microhydrated complexes. In addition, a new way to estimate the energetic contribution as well as the preferential formation of the different H-bonds based completely on ρ b was found. Even more, it allows to differentiate the contribution from c-w interactions in both hydrophilic and hydrophobic contributions, it is therefore a useful tool for studying the hydration of large biomolecules. The analysis of the modifications in the atomic and group properties brought about by successive addition of H 2O molecules allowed to pinpoint the atoms or molecular groups that undergo the greatest changes in electron population and energetic stabilization. It was identified that the remarkable stabilization of the water oxygen atoms is crucial for the stabilization of the complexes.Fil: Vallejos, Margarita. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste; ArgentinaFil: Peruchena, Nelida Maria. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste; Argentin

Study of Confinement and Catalysis Effects of the Reaction of Methylation of Benzene by Methanol in H-Beta and H-ZSM-5 Zeolites by Topological Analysis of Electron Density

In this work we studied the host-guest interactions between confined molecules and zeolites and their relationship with the energies involved in the reaction of methylation of benzene by methanol in H-ZSM-5 and H-Beta zeolites employing density functional theory (DFT) methods and the quantum theory of atoms in molecules. Results show that the strength of the interactions related to adsorption and coadsorption processes is higher in the catalyst with the larger cavity; however, the confinement effects are higher in the smaller zeolite, explaining, from an electronic viewpoint, the reason why the stabilization energy is higher in H-ZSM-5 than in H-Beta. The confinement effects of the catalyst on the confined species for methanol adsorption, benzene coadsorption, and the formed intermediates dominate this stabilization. For the transition state (TS), the stability of the TS is achieved due to the stabilizing effect of the surrounding zeolite framework on the formed carbocationic species (CH3+) which is higher in H-ZSM-5 than in H-Beta. In both TSs the methyl cation is multicoordinated forming the following H2O···CH3+···CB concerted bonds. It is demonstrated that, through the electron density analysis, the criteria can be defined to discriminate between interactions related to the confinement effects and the reaction itself (adsorption, coadsorption, and bond-breaking and bond-forming processes) and, thus, to discriminate the relative contributions of the degree of confinement to the reaction energies for two zeolite catalysts with different topologies.Fil: Zalazar, Maria Fernanda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Paredes, Esteban Nadal. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste; ArgentinaFil: Romero, Gonzalo David. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste; Argentina. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; ArgentinaFil: Cabral, Néstor Damián. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; ArgentinaFil: Peruchena, Nelida Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; Argentin

[4 + 3] and [4 + 2] mechanisms of the Diels-Alder reactions of vinylboranes: an analysis of the electron charge density distribution

The Diels-Alder (DA) reactions of isoprene with vinylborane, dimethylvinylborane and dichlorovinylborane have been studied using density functional theory and the quantum theory of atoms in molecules. We evaluated the topological properties of the transition structures (TSs) and the evolution of such properties along the reaction paths. In accordance with previous studies, our results indicate that the endo TSs of the reaction with vinylborane present high [4 + 3] character, while the exo TSs and all the TSs of the reactions with dimethylvinylborane and dichlorovinylborane have [4 + 2] character. The higher charge concentration between the diene and the dienophile appears to account for the greater stabilization of the [4 + 3] TSs. The [4 + 3] structure turns into the [4 + 2] structure through a conflict mechanism in which the C1 and B atoms compete to become attached to C6. The C6?B interaction, present from early steps of the reaction until beyond the TSs, plays a key role in facilitating the formation of the new σ-bonds. The [4 + 3] and [4 + 2] mechanisms for the DA reactions of boron-substituted dienophiles may be distinguished by analyzing the profile of the ellipticity at the C1?C6 bcp along the course of the reaction.Fil: Vallejos, Margarita. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Rosario. Instituto de Química Rosario; ArgentinaFil: Peruchena, Nelida Maria. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Cs.exactas Naturales y Agrimensura. Departamento de Quimica. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; ArgentinaFil: Pellegrinet, Silvina Carla. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Rosario. Instituto de Química Rosario; Argentin

Análisis del Laplaciano de la densidad electrónica [-∇2ρ(r)] para el estudio de la reacción de acetato de etilo y metanol sobre el catalizador [CTA+]-Si-MCM-41

En este trabajo estudiamos el papel de las interacciones asociadas con el mecanismo de la reacción de acetato de etilo (AcEt) y metanol sobre la superficie del catalizador [CTA+]-Si-MCM-41. Estudios previos demostraron que la reacción ocurre en la boca del poro. Por lo que se postuló un mecanismo de sitio dual en el que ambos reactivos se adsorben sobre la superficie del catalizador de manera concertada. El estudio se basa en la Teoría de Átomos y Moléculas (QTAIM), enfocado en el análisis del Laplaciano de distribución de la densidad electrónica. Se analizaron regiones que involucran a los enlaces principales asociados a la reacción. En el complejo adsorbido, se observa que la interacción O1···HM entre catalizador y metanol, se encuentra en una zona de disminución de densidad electrónica [∇2ρ(r)> 0], sin embargo, en el estado de transición y el intermediario se aprecia una acumulación de densidad electrónica. Por otro lado, la interacción OM···C1 (enlace entre metanol y AcEt) se encuentra en una zona de disminución de densidad electrónica tanto para el complejo absorbido como el estado de transición, mientras que en el intermediario se encuentra en una zona de acumulación de la densidad electrónica mostrando características de un enlace covalente de capa cerrada. En conclusión, nuestro análisis permite apreciar visualmente el cambio de carácter del Laplaciano [-∇2ρ(r)] que implica una reorganización de la densidad electrónica hacia la formación y ruptura de los enlaces, así como el rol del catalizador en esta reorganización.Fil: Alegre, Clara Iris Aymará. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; Argentina. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; ArgentinaFil: Zalazar, Maria Fernanda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; Argentina. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; ArgentinaFil: Peruchena, Nelida Maria. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaXXII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química InorgánicaLa PlataArgentinaUniversidad Nacional de la Plata. Facultad de IngenieríaAsociación Argentina de Investigación Fisicoquímic

Drug repurposing to find inhibitors of SARS-CoV-2 main protease

Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is the strain of coronavirus that causes coronavirus disease 2019 (COVID-19), the respiratory illness responsible for the COVID-19 pandemic. As of October 2021, with about 6 billion doses of COVID-19 vaccines administered globally, the world is slowly returning back to normality. However, there is still a need for novel therapeutics for people that contracted the disease either because they were not vaccinated or because the vaccine was not effective for them. Drug repurposing is a strategy for identifying new uses for approved drugs that has the advantage, over conventional approaches that attempt to develop a drug from scratch, that the time frame of the overall process can be significantly reduced because of the few number of clinical trials required. In this work, a structure-based virtual screening of FDA-approved drugs was performed for repositioning as potential inhibitors of the main protease Mpro of SARS-CoV-2. 12 drugs were prioritized from the Virtual Screening campaigns as potential inhibitors of the Mpro enzyme. Some of the selected compounds turned out to be antiviral drugs already being tested in COVID-19 clinical trials or used to alleviate symptoms of the disease. Curiously, the most promising candidate is the naturally occurring broad spectrum antibiotic Oxytetracycline (OTC). This drug has largely outperformed the remaining selected candidates along all filtering steps of the virtual screening workflow. The closely related tetracycline-derived drug Doxycycline (DOX) recently has proven to reduce the viral load in Vero cells infected with SARS-CoV-2. Since OTC but not DOX surpassed the more stringent filters in the late stages of our virtual screening pipeline, we suspect that OTC will show even higher antiviral activity than DOX in viral replication experiments.Considering our computational findings together with the proven antiviral properties of DOX, we believe it is worth testing OTC in prospective viral replication studies. We encourage the scientific community working on COVID-19 projects to include this repurposing candidate on their experimental screening pipelines.Fil: Conti, German Andres. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; ArgentinaFil: Gómez Chávez, José Leonardo. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Angelina, Emilio Luis. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Peruchena, Nelida Maria. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaXI Congreso Argentino de Bioinformática y Biología ComputacionalBuenos AiresArgentinaAsociacion Argentina de Bioinformática y Biología Computaciona

Virtual screening of plants extracts with anti-chagasic activity guided by Omics data

Chagas disease is caused by the protozoan parasite Trypanosoma cruzi and their treatment consists in the use of two nitro heterocyclic compounds that both present high toxicity and low effectiveness during the chronic phase.Cymbopogon citratus extracts have been shown to alleviate the chronic phase symptoms of the disease, reducing amastigote nests and inflammatory infiltrates in the heart tissue of infected mice.In this work we used bioinformatics tools to mine public functional genomics databases along with chemoinformatics tools and molecular docking to understand the action mechanism at the molecular level of C. citratus extract in chagasic cardiomyopathy. The GSE41089 dataset from NCBI GEO contains 14154 genes that were processed for analysis. Genes with log Fold Change > 1 and adjusted p-value < 0.05 were considered over-expressed, resulting in 1465 that met the conditions for further analysis.Functional gene enrichment analysis prioritized Gene Ontology terms associated with innate immune response and the most significatives biological pathways affected were those relationed to release of cytokines. Genes in the top-enriched pathways that are known to be affected by the C. citratus ingredients, were selected as potential protein targets, resulting in 6 candidates.Molecular docking of active plant ingredients were performed on the candidate targets to identify potential inhibitors. Promising results were found particularly for one of the candidate targets, Ptgs2 (prostaglandin-endoperoxide synthase 2). Compounds such as Nerolidol, Farnesol and Oleic Acid show quite similar binding modes and comparable anchoring strength than that of the enzyme substrate. The results show that the combination of omics analysis with molecular docking is a promising strategy to understand the action mechanisms of plants extracts against chagas disease. The information obtained will allow us to search for healthier and less harmful treatments against T. cruzi.Fil: Gómez Chávez, José Leonardo. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Conti, German Andres. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; ArgentinaFil: Angelina, Emilio Luis. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Peruchena, Nelida Maria. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaXI Congreso Argentino de Bioinformática y Biología ComputacionalBuenos AiresArgentinaAsociacion Argentina de Bioinformática y Biología Computaciona

Understanding the Chloride Affinity of Barbiturates for Anion Receptor Design

Due to their potential binding sites, barbituric acid (BA) and its derivatives have been used in metal coordination chemistry. Yet their abilities to recognize anions remain unexplored. In this work, we were able to identify four structural features of barbiturates that are responsible for a certain anion affinity. The set of coordination interactions can be finely tuned with covalent decorations at the methylene group. DFT-D computations at the BLYP-D3(BJ)/aug-cc-pVDZ level of theory show that the C−H bond is as effective as the N−H bond to coordinate chloride. An analysis of the electron charge density at the C−H⋅⋅⋅Cl− and N−H⋅⋅⋅Cl− bond critical points elucidates their similarities in covalent character. Our results reveal that the special acidity of the C−H bond shows up when the methylene group moves out of the ring plane and it is mainly governed by the orbital interaction energy. The amide and carboxyl groups are the best choices to coordinate the ion when they act together with the C−H bond. We finally show how can we use this information to rationally improve the recognition capability of a small cage-like complex that is able to coordinate NaCl.Fil: Petelski, Andre Nicolai. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Marquez, Josefina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Resistencia. Departamento de Ingeniería Química. Laboratorio de Química Teórica y Experimental; ArgentinaFil: Pamies, Silvana Carina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Resistencia. Departamento de Ingeniería Química. Laboratorio de Química Teórica y Experimental; ArgentinaFil: Sosa, Gladis Laura. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Resistencia. Departamento de Ingeniería Química. Laboratorio de Química Teórica y Experimental; ArgentinaFil: Peruchena, Nelida Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; Argentin

Diversidad catalítica en Zeolitas: Influencia del efecto de confinamiento en la adsorción de ácido acético y su relación con las características topológicas del catalizador

En virtud de la presencia de microporos, las zeolitas presentan una elevada complejidad debido al efecto de confinamiento. La combinación entre el tamaño de los espacios vacíos confinados y la fuerza ácida de estos sólidos, determinan su actividad catalítica. En las reacciones de esterificación catalizadas por zeolitas se presenta la adsorción de ácidos carboxílicos como un paso relevante en el mecanismo. El objetivo de este trabajo es estudiar, desde el punto de vista de la distribución electrónica, el efecto de confinamiento sobre la adsorción de ácido acético (como molécula modelo de ácidos grasos libres) en las zeolitas H-ZSM-5, H-Beta, H-MOR y H-Y -considerando sus diferencias en relación a tamaño de poro, cavidad y estructura tridimensional- e inferir su contribución a la actividad catalítica. La estructura de los catalizadores se representó con un modelo de agregado 46T (T=Si,Al) para H-ZSM-5, 52T para H-Beta, 70T para H-MOR y 84T para H-Y. Los cálculos se realizaron con los programas Gaussian09 y AIMAll a nivel M06-2X/6-31++G(d,p)//M06-2X/6- 31G(d). Se hallaron las estructuras más estables para la adsorción de ácido acético sobre el sitio ácido de Brønsted de cada uno de los modelos zeolíticos. Se cuantificaron y discriminaron las interacciones debidas a la adsorción y al confinamiento. Los resultados revelaron para ambos modos de adsorción de ácido acético (adsorción por carbonilo e hidroxilo sobre el sitio ácido) que en zeolitas monodimensionales (H-MOR) y aquellas tridimensionales con cavidades pequeñas (H-ZSM-5) la estructura de la zeolita permite una ubicación de la molécula huésped que favorece la presencia de una mayor cantidad de interacciones débiles adsorbato-catalizador, representando el 32.3% y 34.7% respectivamente del total de la densidad electrónica, por lo que su contribución a la energía de adsorción es importante y favorecen una mayor estabilidad del complejo adsorbido en relación a los otros modelos estudiados. En conclusión, el efecto de confinamiento en zeolitas juega un rol crucial y está relacionado con la estructura mono, di y tridimensional del catalizador que permite estabilizar al ácido acético en su interior.Fil: Romero, Gonzalo David. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Gomes, Glaucio José. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Universidade Federal Do Parana. Laboratorio de Catalisis y Producción de Biocombustibles; BrasilFil: Peruchena, Nelida Maria. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Zalazar, Maria Fernanda. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaXXII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química InorgánicaLa PlataArgentinaUniversidad Nacional de la Plata. Facultad de IngenieríaAsociación Argentina de Investigaciones Fisicoquímica

Impact of Confinement in Multimolecular Inclusion Compounds of Melamine and Cyanuric acid

Supramolecular cavities can be found in clathrates and self-assembling capsules. In these computational experiments, we studied the effect of folding planar hydrogen-bonded supramolecules of melamine (M) and cyanuric acid (CA) into stable cage-like quartets. Based on dispersion-corrected density functional theory calculations at the B97XD/6-311++G(d,p) level, we show the flexibility of M and CA molecules to form free confined spaces. Our bonding analysis indicates that only CA can form a cage which is more stable than their planar systems. We then studied the capacity of the complexes to host ionic and neutral monoatomic species like Na+, Cl- and Ar. The encapsulation energies range from -2 to -65 kcal/mol. A detailed energy decomposition analysis (EDA) support the fact that the triazine ring of CA is superior to the M one to capture chloride ions. In addition, the EDA and the topology of the electron density, by means of the Atoms in Molecules (AIM) theory and electrostatic potential maps, reveal the nature of the host-guest interactions in the confined space. The CA cluster appears to be the best multimolecular inclusion compound because it can host the three species and keep its cage structure, and therefore could also act as a dual receptor of the ionic pair Na+Cl-. We think these findings could inspire the design of new heteromolecular inclusion compounds based on triazines and hydrogen bondsFil: Petelski, Andre Nicolai. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Resistencia. Departamento de Ingeniería Química. Laboratorio de Química Teórica y Experimental; ArgentinaFil: Pamies, Silvana Carina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Resistencia. Departamento de Ingeniería Química. Laboratorio de Química Teórica y Experimental; ArgentinaFil: Sejas, Agustín Gabriel. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Resistencia. Departamento de Ingeniería Química. Laboratorio de Química Teórica y Experimental; ArgentinaFil: Peruchena, Nelida Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Sosa, Gladis Laura. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Resistencia. Departamento de Ingeniería Química. Laboratorio de Química Teórica y Experimental; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; Argentin

Influencia del solvente en el autoensamblado de la Melamina: Estudio estático y dinámico

Introducción: La amelina (AM, Fig. 1a) es el primer derivado de la hidrólisis de la melamina (M) o 2,4,6-triamino-1,3,5-triazina. Debido a la presencia de múltiples sitios dadores (D) y aceptores (A) de puentes de hidrógeno (PH), la AM es capaz de formar hexámeros cíclicos con una elevada cooperatividad. Estas estructuras, relevantes en la química supramolecular, no han sido estudiadas en detalle. Es por ello que en este trabajo se estudia la capacidad auto-ensamblante de la AM en fase gaseosa, en medio acuoso y en cloroformo. Mediante cálculos DFT-D se analizaron las estabilidades de todos los dímeros posibles que puede formar la AM mediante sus diferentes combinaciones (Fig. 1b y c). A fin de estudiar la influencia del solvente se simularon por dinámica molecular (DM) mezclas al 50% en peso de AM:H2O y AM:CHCl3 para aquellos dímeros más favorecidos energéticamente. Resultados: Los cálculos DFT-D [BLYP-D3(BJ)/6-311++G(d,p)] indican que los dímeros formados por puentes N–H•••O son los más favorecidos termodinámicamente en el orden: xy* > xx > xy > xz (ver Fig. 1). Figura 1. (a) Estructura molecular de la AM con sus sitios dadores (D) y aceptores (A) de PH. (b) Cara 1 de la AM (c) Cara dos de la AM. (d) Número de dímeros formados en mezclas al 50% con los solventes agua y cloroformo. Además, la polaridad del medio disminuye la energía de unión. Los resultados de DM muestran que en ambos solventes predominan los dímeros del tipo xy*. Conclusiones: Nuestros resultados muestran la elevada capacidad auto-ensamblante de la AM prevaleciendo en número y en estabilidad de 2 tipos de dímeros. Se observa que un solvente menos polar disminuye la estabilidad de los mismos. En cloroformo, por ejemplo, aumenta la frecuencia de aquellos dímeros que permanecen unidos por más tiempo, como por ejemplo el dímero xy, uno de los más buscados, debido a que da origen a estructuras cíclicas.Fil: Petelski, Andre Nicolai. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Resistencia. Departamento de Ingeniería Química. Laboratorio de Química Teórica y Experimental; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Pamies, Silvana Carina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Resistencia. Departamento de Ingeniería Química. Laboratorio de Química Teórica y Experimental; ArgentinaFil: Sosa, Gladis Laura. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Resistencia. Departamento de Ingeniería Química. Laboratorio de Química Teórica y Experimental; ArgentinaFil: Peruchena, Nelida Maria. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaXXIII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química InorgánicaCalafateArgentinaAsociación Argentina de Investigaciones FisicoquímicasUniversidad Nacional de la Patagonia Austral. Unidad Académica Río GallegosUniversidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosc