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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.)

The simultaneous recognition mechanism of cations and anions using macrocyclic-iodine structures: insights from dispersion-corrected DFT calculations

Texto completo
Autor(es):
Orenha, Renato Pereira [1] ; Nagurniak, Glaucio Regis [2] ; Colaco, Matheus Cachoeira [3] ; Caramori, Giovanni Finoto [3] ; Piotrowski, Mauricio Jeomar [4] ; de Araujo Batista, Krys Elly [4] ; Munoz-Castro, Alvaro [5] ; de Almeida Silva, Breno [1] ; Esteves, Benjamim Jose [1] ; Parreira, Renato Luis Tame [1]
Número total de Autores: 10
Afiliação do(s) autor(es):
[1] Univ Franca, Nucleo Pesquisas Ciencias Exatas & Tecnol, Franca, SP - Brazil
[2] Univ Fed Santa Catarina, Dept Ciencias Exatas & Educ, Blumenau, SC - Brazil
[3] Univ Fed Santa Catarina, Dept Quim, Campus Univ Trindade, CP 476, BR-88040900 Florianopolis, SC - Brazil
[4] Univ Fed Pelotas, Dept Phys, POB 354, Pelotas, RS - Brazil
[5] Univ Autonoma Chile, Fac Ingn, Lab Quim Inorgan & Mat Mol, Llano Subercaceaux 2801, Santiago - Chile
Número total de Afiliações: 5
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: Physical Chemistry Chemical Physics; v. 22, n. 41, p. 23795-23803, NOV 7 2020.
Citações Web of Science: 0
Resumo

The recent development of compounds for recognizing ions highlights the applicability of this area. In this work, the simultaneous recognition of cations (Li+, Na+ and K+) and anions (F-, Cl- and I-) using a macrocycle comprising a simple crown ether and an iodine-triazole unit is investigated. The roles of the (i) cation radius, (ii) anion radius, and (iii) electron withdrawing (-CN) and donor (-OH) groups of the receptor in ionic recognition were evaluated. Energy decomposition analysis (EDA) shows that the ion-receptor interactions are attractive and predominantly electrostatic. Molecular electrostatic potential plots and EDA analysis reveal that a decreasing cation radius favors interactions with the oxygen atoms present in the crown ether. A decreasing anion radius increases the sigma-hole interactions with the iodine atoms present in the receptors. In compounds containing -CN and -OH groups, the oxygen atoms in the crown ether show lower ability to interact with the Na+ cation. Nevertheless, in the receptor-OH structure, the Na+MIDLINE HORIZONTAL ELLIPSISOH interactions counterbalance the lower ability of the crown ether oxygens to interact with the Na+ cation. I- recognition is enhanced by the presence of -OH and, more strongly, -CN groups, occurring due to the increased sigma-hole area in the receptor-CN structure, as supported by a C-HMIDLINE HORIZONTAL ELLIPSISI- interaction in the receptor-OH compound. The reported results are useful for the design of compounds with improved capabilities for both cation and anion recognition prior to engaging in exploratory synthesis efforts. (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
Processo FAPESP: 17/24856-2 - O Mecanismo da Reação de Substituição do Ligante Nitrosil por Aqua em Compostos de Coordenação de Rutênio
Beneficiário:Renato Pereira Orenha
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado