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(Referência obtida automaticamente do Web of Science, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores.)

How the electron-deficient cavity of heterocalixarenes recognizes anions: insights from computation

Texto completo
Autor(es):
Ortolan, Alexandre O. [1] ; Caramori, Giovanni F. [1] ; Matthias Bickelhaupt, F. [2, 3, 4] ; Parreira, Renato L. T. [5] ; Munoz-Castro, Alvaro [6, 7] ; Kar, Tapas [8]
Número total de Autores: 6
Afiliação do(s) autor(es):
[1] Univ Fed Santa Catarina, Dept Quim, Campus Univ Trindade, CP 476, BR-88040900 Florianopolis, SC - Brazil
[2] Vrije Univ Amsterdam, Dept Theoret Chem, De Boelelaan 1083, NL-1081 HV Amsterdam - Netherlands
[3] Vrije Univ Amsterdam, ACMM, De Boelelaan 1083, NL-1081 HV Amsterdam - Netherlands
[4] Radboud Univ Nijmegen, Inst Mol & Mat, Heyendaalseweg 135, NL-6525 AJ Nijmegen - Netherlands
[5] Univ Franca, Nucleo Pesquisa Ciencias Exatas & Tecnol, BR-14404600 Franca, SP - Brazil
[6] Univ Autonoma Chile, Lab Quim Inorgan & Mat Mol, Llano Subercaceaux 2801, Santiago - Chile
[7] Univ Andres Bello, Fisicoquim Mol, Av Republ 275, Santiago 8370146 - Chile
[8] Utah State Univ, Dept Chem & Biochem, Logan, UT 84322 - USA
Número total de Afiliações: 8
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: Physical Chemistry Chemical Physics; v. 19, n. 36, p. 24696-24705, SEP 28 2017.
Citações Web of Science: 10
Resumo

We have quantum chemically analyzed the bonding mechanism behind the affinity of various heterocalixarenes for anions with a range of geometries and net charges, using modern dispersioncorrected density functional theory (DFT-D3BJ). The purpose is to better understand the physical factors that are responsible for the computed affinities and thus to develop principles for a more rational design of anion receptors. Our model systems comprise heterocalixarenes 1-4 as hosts, which are characterized by different bridging heteroatoms (O, N, S) as well as the anionic guests Cl-, Br-, I-, BF4-, CH3 CO2-, H2PO4-, HSO4-, NCS-, NO3-, PF6-, and SO42-. We use various analysis schemes (EDA, NCI, and NBO) to elucidate the interactions between the calixarene cavity and the anions to probe the importance of the different bonding modes (anion-pi, lone-pair electron-pi, s-complexes, hydrogen bonds, and others) of the interactions. Electrostatic interactions appear to be dominant for heterocalixarenes with oxygen bridges whereas orbital interactions prevail in the case of nitrogen and sulfur bridges. Dispersion interactions are however in all cases non-negligible. (AU)

Processo FAPESP: 11/07623-8 - Utilização de métodos mecânicos-quânticos para estudo das ligações e interações químicas em sistemas auto-organizados com aplicação em catálise, química medicinal, eletrocromismo, armazenamento e conversão de energia
Beneficiário:Renato Luis Tame Parreira
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores