Estudio teórico y computacional de un “switch molecular” de α-ciclodextrina basado en un [2]-rotaxano.

Abstract

Ha sido reportado experimentalmente que él [2]-rotaxano, constituido por una molécula mancuerna y una α-ciclodextrina (α-CD), puede ser empleado como un interruptor molecular (8) , con dos sitios activos, uno con menos energía, el estado fundamental y otro de mayor energía, el estado metaestable. Al someter el sistema a un potencial electroquímico se produce la oxidación del sistema y se invierte la estabilidad de los sitios. En este trabajo se determinaron las geometrías y las variaciones termodinámicas involucradas en la formación del estado fundamental y metaestable del interruptor, en su forma neutra y en su forma oxidada, en función de la posición relativa de los componentes. Para esto se utilizó el método semiempírico PM6-D3H4. Inicialmente, se estudiaron por separado, las estructuras de los componentes del sistema. Se escogió como estructura inicial para la molécula mancuerna, aquella de menor energía y al mismo tiempo, compatible con la formación del sistema. En este estudio se construyeron dos interruptores, el primero, se escogió a la molécula mancuerna optimizada sin ninguna restricción geométrica, compatiblre con la formación del [2]-rotaxano y en el segundo, se impusieron restricciones geométricas de ángulos torsionales lo que da una mancuerna lineal, lo que indica como la flexibilidad de la mancuerna influye en la estabilización energética del [2]-rotaxano.