9. RESULTADOS Y DISCUSIÓN SEGUNDA PARTE

9.1. Obtención de complejos en estado sólido a partir del macrociclo 21 con aniones

inorgánicos

Desde el punto de vista de la química supramolecular los oxaazacalixarenos resultan

interesantes ya que pueden servir como moléculas contenedoras para huéspedes de diversa

naturaleza como se menciono en la sección de Antecedentes. Además en nuestro grupo de

investigación el reconocimiento de aniones es de gran interés [Ochoa Lara et al., 2004 y

Moreno-Corral y Lara, 2008] y es por ello que el macrociclo 21 resulta atractivo ya que tiene la

posibilidad de cargase mediante protonación y/o cuaternización de sus grupos aminos

convirtiéndolo en una molécula en donde la interacción electrostática en el reconocimiento

anfitrión-huésped sea de gran importancia. Estos resultados corresponden a la obtención de una

serie de complejos con aniones inorgánicos y sus estructuras cristalinas así como también su

caracterización. Cabe mencionar que en esta sección, sólo se discuten algunos complejos, para

mayor información de estos es necesario regresar a la sección de metodología. Por otro lado,

como parte de la caracterización por RMN de 1H, la asignación de las señales se realizó con

base a los desplazamientos químicos (δ) y a la integración de las áreas relativas de las señales

en el caso de los experimentos de 1H.

9.2. Síntesis y caracterización del complejo 24

Las evidencias para la obtención de los complejos se muestran a continuación tomando

como ejemplo el complejo 24.

Para observar el espectro de RMN 1H de este complejo con sus respectivas

asignaciones, ver la sección de apéndices. Dado que en este caso el espectro fue obtenido en el

disolvente de oxido de deuterio, las señales de las aminas protonadas no se observan en el

espectro debido a que los protones del grupos amonio se intercambian rápidamente con el

deuterio del disolvente, este intercambio es rápido comparado con la escala del tiempo del

RMN. La señales para los protones aromáticos se observan como multipletes con valores de

desplazamiento químico del intervalo de 7.41 a 7.48 ppm, esta señal integra para 12 protones; a

7.12 ppm que integra para dos protones; a 7.05 ppm se encuentra una señal que también integra

para dos protones. Además, en la región de campo alto, se encuentra a 5.0 ppm un singulete

que corresponde a los protones CH2-O, etiquetados como H-10, que integran para cuatro

protones; a 4.26 (H-3) y 4.15 (H-1) ppm se encuentran dos singuletes que corresponden a los

protones CH2-N.

Los complejos 25 y 26 fueron disueltos también en oxido de deuterio y tanto las señales

de protón aromáticas como las alifáticas se sitúan dentro de los mismos valores que para el

complejo 24 previamente descrito. Únicamente la señal de los protones CH2-O en el compuesto

26 no pudo asignarse, ya que esta se traslapa con la señal de disolvente.

Por otro lado los complejos 27, 28 y 29 fueron disueltos en metanol deuterado, las

señales de los protones de los sitios de amonio tampoco fueron observadas. Tanto las señales

aromáticas como alifáticas son similares, en desplazamiento y acoplamiento, a las del

compuesto 25.

Por otro lado el espectro de infrarrojo muestra las bandas de estiramiento de los grupos

(-NH2+-) que aparece en 3431 cm-1(ver apéndices). Para todos los complejos del 24 al 29 se

observan las mismas bandas que se han mencionado.

En el análisis elemental del compuesto 24 se encontró el porcentaje en composición

para C, H y N: calculado para la fórmula del compuesto esperado C30H32N2O2Cl2·H2O

(541.49): C, 66.54; H, 6.33; N, 5.17; encontrado: C, 64.39; H, 6.48; N, 5.10. Este complejo

posee moléculas de agua y por lo tanto también en el estado sólido fueron observadas. Para los

complejos 25, 27 y 28 se encontraron buenas correlaciones de los porcentajes en composición.

Por otro lado para el compuesto 26 se encontró que este se formó como una sal dicatiónica con

contraiones metilsulfato, lo cual fue algo inesperado ya que con el tratamiento de 21 con ácido

sulfúrico esperaríamos que el contraión fuera sulfato. La razón de la formación del contraión

metilsulfato es la condensación del ácido sulfúrico y el metanol utilizado como disolvente, ante

tal situación el análisis elemental esperado correlacionó bien con el encontrado. Por otro lado

un efecto inesperado también sucedió con la síntesis que condujo al complejo 29, ya que

inicialmente se pretendía formar un complejo con perclorato de cobre, sin embargo se obtuvo

una sal monocatiónica con el contraión perclorato. Este efecto también fue observado por el

grupo de Vicente et al., en el 2000, cuando en un intento por obtener un complejo metálico con

un oxaazamacrociclo de 26 miembros, tras el tratamiento con perclorato de cadmio, se formó

una sal monocatiónica del perclorato.

9.3. Síntesis y caracterización del complejo 30

Por otro lado, el compuesto 30 fue disuelto en dimetilsulfóxido deuterado y por RMN

de 1H se observaron señales a campo bajo para los protones aromáticos en el intervalo de 7.82

a 7.14 ppm y todas las señales integran para un total de 16 protones; a 4.98 ppm se observa un

singulete que integra para cuatro protones y corresponde al O-CH2; a 4.58 y 4.51 ppm se

observan las señales para los protones CH2-N como singuletes; a 2.73 ppm se observan los

protones N-CH3 que integran para 12 protones. La ausencia de señales para los protones amino

secundarios y la aparición de señales para los metilos introducidos a la molécula confirmaron

la cuaternización del macrociclo.

El espectro de 13C muestra un conjunto de señales a campo bajo correspondientes a los

carbonos aromáticos en el intervalo de 157.70 a 112.80 ppm; a 69.76 ppm los carbonos para el

grupo O-CH2; a 67.8 y 60.8 ppm los carbonos para los grupos CH2-N y a 48.9 ppm los

carbonos de los metilos N-CH3 (ver apéndices).

Todos los compuestos fueron obtenidos con rendimientos altos entre 90 a 98 %. Por

otro lado, las técnicas para la caracterización de los compuestos como RMN de 1H,

espectroscopía de infrarrojo y análisis elemental confirmaron la presencia de los compuestos.

9.4. Estudios cristalográficos para los complejos de 24-30

La caracterización por difracción de rayos X mostraron que los compuestos 24, 25, 26 y

30 cristalizaron con disolventes con: H2O, MeOH·0.5H2O, 2H2O y 2MeOH respectivamente.

Los datos cristalinos para cada estructura se encuentran en la Tabla 6.

La Figura 46 muestra perspectivas de fragmentos representativos de las estructuras cristalinas de los compuestos 21 y 24 al 30 en donde se indican las interacciones por puente de hidrógeno más relevantes formadas entre el oxaazacalixareno y los aniones. En la Figura 46 es posible apreciar que los compuestos muestran un cambio conformacional considerable cuando se les compara con la molécula neutra etiquetada como 21. Estos cambios no solamente deben ser atribuidos a la doble protonación/alquilación si no también a los cambios geométricos y topológicos que ocurren por complejación del anión.

Para detallar más esta información se realizó un análisis midiendo una serie de parámetros intra-anulares como distancias y ángulos de torsión, los cuales son resumidos en la Tabla 7. Esto significa que se midieron las distancias O···O, O···N, N···N y centroide···centroide entre anillos aromáticos opuestos. Por otro lado, es de esperarse que las orientaciones de los grupos NH2

+ sufran cambios, ya que es en estos sitios en donde la interacción electrostática está sucediendo. Es por ello que los cambios se describen mejor con los ángulos de torsión para el segmento CH2-NH2

+-CH2-Car, y junto con el ángulo de torsión del segmento Car-CH2-O-Car, nos ofrece una

información más completa. El cambio conformacional lo podemos observar también en la Figura 47 que muestra los diferentes compuestos desde una perspectiva lateral. Los parámetros cristalográficos para las interacciones se muestran en la Tabla 8.

Tabla 6. Datos cristalográficos para los complejos 24-30.

Datos cristalinos[a] 21 24·H2O 25·MeOH·0.5H2O 26·2H2O 27 28 29 30·2MeOH

Formula C30H30N2O2 C30H34Cl2N2O3 C62H74Br4N4O7 C32H42N2O12S2 C30H32N4O8 C30H32Cl2N2O10 C30H31ClN2O6 C36H48I2N2O4 Peso molecular (g mol−1) 450.56 541.49 1306.89 710.80 576.60 651.48 551.02 826.56 Grupo espacial Pnma C2/c C2/c Pnma Pbca P21/c P21/n P-1

Temperatura (K) 100(2) 293(2) 100(2) 100(2) 100(2) 100(2) 173(2) 100(2) Sistema cristalino

ortorrómbico monoclínico monoclínico ortorrómbico ortorrómbico monoclínico monoclínico triclínico

Dimensiones de la celda: a (Å)

6.4268(7)

38.120(5)

35.877(6)

8.2084(9)

9.4670(8)

12.2286(16)

9.1913(11)

10.1248(11)

b (Å) 23.098(3) 9.1888(12) 9.4008(15) 30.004(3) 20.8060(17) 18.653(3) 16.548(2) 13.2410(14) c (Å) 15.8081(17) 16.447(2) 18.080(3) 13.9226(15) 28.540(2) 13.2867(18) 17.798(2) 15.592(2) α (°) 90 90 90 90 90 90 90 64.919(2)β (°) 90 97.555(2) 94.302(3) 90 90 96.659(2) 98.221(2) 88.685(2) γ (°) 90 90 90 90 90 90 90 77.106(2) V (Å3) 2346.6(4) 5710.9(13) 6080.6(17) 3428.9(6) 5621.5(8) 3010.3(7) 2679.2(6) 1839.4(4)Z 4 8 4 4 8 4 4 2 μ (mm−1) 0.080 0.260 2.701 0.220 0.100 0.277 0.191 1.748 ρcalcd (g cm−3) 1.275 1.260 1.428 1.377 1.363 1.437 1.366 1.492 R[b, c] 0.042 0.065 0.082 0.0246 0.062 0.059 0.059 0.065 Rw

[d, e] 0.1181 0.1442 0.172 0.128 0.146 0.139 0.127 0.155

[a] λMoKα = 0.71073 Å. [b] Fo > 4σ(Fo). [c] R = Σ||Fo|−|Fc||/Σ|Fo|. [d] todos los datos. [e] Rw = [Σw(Fo2−Fc

2)2/Σw(Fo2)2]½.

Figura 4muestranmostradohidrógeno

6. Estructurn los principaos en un 30o son mostr

ras cristalinaales puentes0 % (24 y 2ados como

as del receps de hidróge29) y 50 % pequeñas e

tor 21 (a) y eno con los dde probabilsferas de ra

sus complediferentes alidad (21, 2

adio arbitrario

ejos 24-30 (niones. Los 5-28, 30). Lo.

b-h) las cuaelipsoides s

Los átomos

ales son de

Figura 47removidos Tabla 7. y de la co

Comp.

1 2 3 4 5 6

6b 7

a) El primb) El pri

distanc) El prim

torsiónd) El prim

de tors

7. Vista lateras para observa

Parámetrosonformación

O···O [Å]

5.48 5.61 5.16 5.48 5.01 5.24 5.27 5.72

mer valor comer valor ccia centroide

mer valor con C25-C26-Nmer valor cosión C16-C1

al para los coar las estructu

s geométricon de los com

O···Na

[Å]

4.16/ -- 3.58/3.42 3.30/3.32 3.56/ -- 4.00/2.92 3.92/3.16 3.41/2.92 3.48/3.48

orresponde acorrespondee (C12-C17)

orresponde aN27-C28. orresponde a18-O19-C20

ompuestos 21uras con mayo

os seleccionaplejos 21 y

N···N

[Å] c

6.96 6.98 16.73 7.08 16.155.95 6.60 6.62 1

a la distanciae a la dista)···centroide al ángulo de

al ángulo de.

1, 24-30. Losor claridad.

ados para la24-30.

cent···centb

[Å]

9.85/7.35 10.05/4.639.34/4.64 10.41/4.57 8.19/6.109.60/4.62 9.32/5.51 10.27/4.77

a O10···N2 yancia (C4-C9

(C29-34). e torsión C1

e torsión C9-

s contraiones

a descripción

CH2-N-CH2-[°]

-177.6(1)/+177-179.4(2)/+177-177.6(6)/+172-174.5(2)/+174-166.0(2)/+165-62.0(3)/+178-176.0(2)/+158-178.8(6)/+176

y el segundo9)···centroid

-N2-C3-C4 y

-O10-C11-C

para cada co

n del tamaño

-CArc CAr

7.6(1) +1767.2(3) +1742.8(6) +1764.5(2) +1715.4(2) -1798.9(2) +1718.4(2) +1586.8(6) +173

o a la distance (C20-25)

y el segund

C12 y el segu

ompuesto fue

o de la cavid

r-O-CH2-CArd

[°]

6.3(1)/-176.3(14.5(3)/+171.9(36.8(6)/+164.4(61.6(2)/-171.6(29.1(2)/+77.0(3)1.0(3)/+172.6(28.9(2)/+84.4(33.5(7)/+173.8(7

cia O19···N2y la segun

o al ángulo

undo al áng

eron

dad

1) 3)6) 2) )2) ) 7)

27. nda

de

gulo

Tabla 8. Parámetros cristalográficos para las interacciones por puente de hidrógeno de las estructuras cristalinas de los compuestos 21 y 24-30. Complejo Interacción intermolecular D−H

[Å] H⋅⋅⋅A [Å]

D⋅⋅⋅A [Å]

∠DHA [°]

Código de simetría

21 N2-H2'⋅⋅⋅C7(π) 0.86 2.70 3.431(2) 144 -x+2,-y+1,-z C8-H8⋅⋅⋅C7(π) 0.95 2.72 3.342(2) 145 +x+½,+y,-z-½ C13-H13⋅⋅⋅C4(π) 0.95 2.72 3.644(2) 164 +x+1,+y,+z centr(C4-C9)⋅⋅centr(C4-C9) -- - 4.025(1) -- -x,-y,-z centr(C12-C15)⋅⋅centr(C16-C17’) -- - 4.207(1) -- -1+x,+y,+z

24 N2-H2A⋅⋅⋅Cl1 0.86 2.26 3.049(2) 153 +x,+y,+z N2-H2B⋅⋅⋅Cl1 0.86 2.31 3.163(2) 174 -x+½,+y-½,-z+½ C5-H5⋅⋅⋅Cl1 0.93 2.76 3.565(4) 145 +x,+y,+z C8-H8⋅⋅⋅Cl1 0.93 2.85 3.612(3) 140 +x,+y-1,+z C11-H11⋅⋅⋅Cl1 0.97 2.78 3.698(4) 158 +x,+y-1,+z C32-H32⋅⋅⋅Cl1 0.93 2.68 3.583(3) 164 -x+½,+y-½,-z+½ N27-H27B⋅⋅⋅Cl2A 0.86 2.34 3.164(5) 159 -x+½,+y-½,-z+½ O51A-H51B⋅⋅⋅Cl2A 0.84 2.32 3.134(15) 162 +x,+y,+z O51B-H51D⋅⋅⋅Cl2A 0.84 2.53 3.281(16) 149 -x+1,-y+1,-z+1 C23-H23⋅⋅⋅Cl2A 0.93 2.84 3.561(5) 135 +x-½,+y-½,+z-1 C30-H30⋅⋅⋅Cl2A 0.93 2.82 3.673(5) 153 -x+½,+y-½,-z+½ N27-H27A⋅⋅⋅Cl2B 0.86 2.28 3.106(5) 160 +x-½,-y+½+1,+z-½ O51A-H51A⋅⋅⋅Cl2B 0.84 2.50 3.327(16) 170 -x+1,+y,-z+½ O51B-H51C⋅⋅⋅Cl2B 0.84 2.40 3.165(16) 152 +x,+y,+z N27-H27A⋅⋅⋅O51A 0.86 1.93 2.773(14) 165 +x-½,-y+½+1,+z-½ N27-H27B⋅⋅⋅O51B 0.86 1.96 2.798(15) 165 -x+½,+y-½,-z+½ C3-H3A⋅⋅⋅C8(π) 0.97 2.81 3.636(4) 143 -x+½,+y-½,-z C3-H3A⋅⋅⋅C9(π) 0.97 2.69 3.427(4) 133 -x+½,+y-½,-z

25 N2-H2A⋅⋅⋅Br2 0.86 2.50 3.217(6) 141 +x,+y-1,+z N2-H2B⋅⋅⋅Br2 0.86 2.50 3.314(6) 157 -x+½,+y-½,-z+½ C8-H8⋅⋅⋅Br2 0.95 2.93 3.759(8) 147 +x,+y,+z C32-H32⋅⋅⋅Br2 0.95 3.00 3.862(7) 152 -x+½,+y-½,-z+½ N27-H27A⋅⋅⋅Br1 0.86 2.37 3.225(6) 172 -x+½,-y+½,-z N27-H27B⋅⋅⋅Br1 0.86 2.52 3.328(6) 156 +x+½,+y-½,+z O42-H42⋅⋅⋅Br1 0.84 2.55 3.355(4) 162 -x+1,+y,-z+½ C21-H21⋅⋅⋅Br1 0.95 2.96 3.789(7) 147 -x+½,-y+½+1,-z centr(C4-C9)⋅⋅centr(C4-C9) -- - 4.096(4) -- +½-x,+1½-y,+1-z

26 N2-H2A⋅⋅⋅O44 0.86 1.94 2.755(2) 157 +x,+y,+z+1 O45-H45A⋅⋅⋅O42 0.84 1.94 2.771(2) 169 +x-1,+y,+z O45-H45B⋅⋅⋅O42 0.84 2.03 2.858(2) 170 +x-½,+y,-z+½ C7-H7⋅⋅⋅O42 0.84 2.70 3.604(3) 160 -x+½+1,-y+2,+z+½ C1-H1A⋅⋅⋅O43 0.99 2.63 3.425(3) 137 +x-1,+y,+z+1 C1-H1B⋅⋅⋅O43 0.99 2.52 3.506(3) 174 +x-½,+y,-z+½+1 C3-H3A⋅⋅⋅O43 0.99 2.49 3.325(3) 142 +x-1,+y,+z+1 C18-H18⋅⋅⋅O44 0.95 2.51 3.397(3) 156 +x,+y,+z+1 N2-H2B⋅⋅⋅O45 0.86 1.88 2.740(2) 176 +x,+y,+z+1

27 N2-H2A⋅⋅⋅O41 0.86 2.30 3.037(3) 143 -x+½,+y-½,+z N2-H2A⋅⋅⋅O42 0.86 2.25 3.029(3) 152 -x+½,+y-½,+z N27-H27A⋅⋅⋅O41 0.86 2.00 2.774(3) 149 +x+½,-y+½,-z N27-H27B⋅⋅⋅O42 0.86 2.05 2.846(3) 153 +x+1,+y,+z C1-H1A⋅⋅⋅O43 0.99 2.72 3.183(3) 109 -x+1,-y,-z C1-H1B⋅⋅⋅O43 0.99 2.83 3.183(3) 102 -x+1,-y,-z C5-H5⋅⋅⋅O42 0.95 2.52 3.448(3) 165 -x+½,+y-½,+z C23-H23⋅⋅⋅O41 0.95 2.72 3.472(3) 137 +x,+y,+z

N2-H2B⋅⋅⋅O46 0.86 1.89 2.727(3) 166 +x,+y,+z C3-H3A⋅⋅⋅O45 0.99 2.62 3.128(3) 112 +x,+y,+z C17-H17⋅⋅⋅O45 0.95 2.74 3.666(3) 165 +x,+y,+z C26-H26A⋅⋅⋅O45 0.99 2.51 3.315(3) 138 +x,+y,+z C26-H26B⋅⋅⋅O44 0.99 2.76 3.147(3) 104 +x,+y,+z C28-H28A⋅⋅⋅O46 0.99 2.34 3.286(3) 160 -x+1,-y,-z C34-H34⋅⋅⋅O46 0.95 2.66 3.491(3) 147 -x+1,-y,-z

28 N2-H2B⋅⋅⋅O41 0.84 2.02 2.855(4) 170 +x,+y,+z N27-H27B⋅⋅⋅O43 0.84 2.15 2.857(3) 141 -x+1,-y+1,-z+2 C5-H5⋅⋅⋅O44 0.95 2.52 3.578(3) 163 +x,+y,+z C11-H11A⋅⋅⋅O42 0.99 2.38 3.363(5) 173 -x,-y+1,-z+2 C11-H11B⋅⋅⋅O44 0.99 2.52 3.399(5) 149 -x,+y+1/2,-z+1/2+1 C24-H24⋅⋅⋅O42 0.95 2.51 3.413(5) 159 -x+1,-y+1,-z+2 C28-H28A⋅⋅⋅O41 0.99 2.62 3.509(4) 150 -x+1,-y+1,-z+2 N2-H2A⋅⋅⋅O47 0.84 2.09 2.904(4) 161 -x+1,+y+½,-z+½+1 N27-H27A⋅⋅⋅O46 0.84 2.18 2.956(4) 153 -x+1,-y+1,-z+2 N27-H27B⋅⋅⋅O45 0.84 2.57 2.976(3) 111 -x+1,-y+1,-z+2 C1-H1B⋅⋅⋅O48 0.99 2.57 3.414(4) 143 +x,-y+½,+z+½ C3-H3A⋅⋅⋅O46 0.99 2.54 3.321(4) 135 -x+1,+y+½,-z+½+1 C7-H7⋅⋅⋅O48 0.95 2.58 3.429(5) 149 -x,+y+½,-z+½+1 C21-H21⋅⋅⋅O48 0.95 2.59 3.292(4) 131 +x,+y+1,+z C22-H22⋅⋅⋅O46 0.95 2.72 3.497(4) 140 +x,+y+1,+z C26-H26A⋅⋅⋅O45 0.99 2.69 3.349(5) 124 -x+1,+y+½,-z+½+1 C28-H28B⋅⋅⋅O45 0.99 2.69 3.294(5) 119 -x+1,-y+1,-z+2

29 N2-H2⋅⋅⋅O41 0.86 2.31 3.022(3) 140 -x+1,-y+1,-z+1 N27-H27A⋅⋅⋅O42 0.86 2.24 2.988(3) 146 +x-½,-y+½,+z+½ C8-H8⋅⋅⋅O41 0.95 2.66 3.578(3) 163 +x-1,+y,+z C22-H22⋅⋅⋅O42 0.95 2.59 3.536(4) 175 -x+½,+y-½,-z+½ C30-H30⋅⋅⋅O42 0.95 2.68 3.548(4) 153 +x-½,-y+½,+z+½ N27-H27B⋅⋅⋅N2 0.86 1.90 2.760(3) 175 -x+½,+y-½,-z+½+1

30 C1-H1A⋅⋅⋅I1 0.99 3.02 3.931(9) 154 -x+1,-y,-z+1 C18-H18B⋅⋅⋅I1 0.99 3.12 3.930(10) 140 -x+1,-y+1,-z+1 C26-H26B⋅⋅⋅I1 0.99 3.01 3.960(11) 161 +x,+y,+z C28-H28B⋅⋅⋅I1 0.99 3.15 4.064(11) 154 +x,+y,+z C36-H36C⋅⋅⋅I1 0.98 3.08 3.990(11) 156 -x+1,-y,-z+1 O51-H51⋅⋅⋅I2 0.84 2.79 3.588(12) 161 -x+1,-y+1,-z+1 O52-H52⋅⋅⋅I2 0.84 2.70 3.488(11) 156 -x+1,-y+1,-z C1-H1B⋅⋅⋅I2 0.99 3.12 4.070(11) 162 -x+1,-y,-z+1

a) El primer valor corresponde a la distancia O10···N2 y el segundo a la distancia O19···N27. b) El primer valor corresponde a la distancia centroide (C4-C9)···centroide (C20-25) y el

segundo a la distancia centroide (C12-C17)···centroide (C29-34). c) El primer valor corresponde al ángulo de torsión C1-N2-C3-C4 y el segundo al ángulo de

torsión C25-C26-N27-C28. d) El primer valor corresponde al ángulo de torsión C9-O10-C11-C12 y el segundo ángulo de

torsión C16-C18-O19-C20.

La

y tiene c

podemos

compuest

miembro

cavidad,

En

interaccio

cristalina

aromático

Figura 48vecino en

L

MeOSO3

de los dic

OCH2 co

To

26, anali

disminuy

N···N y la

(Δd meno

estabiliza

serie de i

los conta

las distan

puente de

a estructura

conformación

considerar

tos 14 y 17

s y los pares

contrario a l

n la estructu

ones π···π (c

a, a lo largo

os de los ma

8. Modelo dela red cristali

Las estructur- respectivam

cationes pro

n respecto a

omando com

izando las

ye significati

as distancias

os que 0.86

ados median

interacciones

actos O-H···X

ncias medida

e hidrógeno

cristalina de

n aproximad

a 21 como

7 mostrados

s electrónico

los átomos d

ura cristalina

centroide···ce

del eje a. D

acrociclos ve

e llenado espaina.

ras cristalin

mente adopt

oviene de la

al plano del a

mo referencia

distancias c

ivamente (Δ

s centroides·

Å, Tabla 7

nte la carga

s débiles com

X- en las red

as para N···X

o [Brammer

e 21 (Figura

da al cono p

o un análog

en el capítu

os de los áto

de oxígeno qu

a de 21, la

entroide = 4

Dentro de es

ecinos se inc

acial de la es

nas de 24, 2

an una confo

rotación del

anillo.

a el compue

centroide···c

Δd = 2.71 –

··centroides

7). En los tre

del tipo: N+

mo C-H···X-

des cristalina

X- y O···X-

et al., 2001

a 46a) posee

parcial típic

go de los o

ulo 2. La es

omos de nitró

ue se encuen

conformació

4.21 Å) ent

sta serie el s

luyen en las

structura de 2

25 y 26 qu

formación 1,3

l anillo fenil

esto neutro 2

entroide en

2.78 Å), mi

entre los gru

es casos los +-H···X- los - para cada r

as con molé

están dentro

1; Meyer et

e una simetr

co de los ca

oxaazacalix[4

structura de

ógeno se enc

ntran hacia d

ón de cono

tre los macr

segmento OC

cavidades (

21 y su inclu

ue poseen l

3-alternada.

leno que se

1 podemos c

ntre los gru

ientras que l

upos orto-fen

aniones for

cuales son a

receptor. Ad

éculas del di

o de los lím

al., 2003 y

ría de espejo

alixarenos, e

4]arenos al

21 revela u

cuentran hac

dentro.

parcial es e

rociclos vec

CH2C6H4CH

(Tabla 8, Fig

sión con un

los contraion

El cambio c

encuentra en

compararlo

upos meta- f

las distancia

nileno camb

rman puente

acompañado

demás tambi

isolvente (T

mites para int

y Nishio et a

cristalográf

es por ello q

igual que

un ciclo de

cia afuera de

estabilizada p

cinos en la

H2 y los anil

gura 48).

anillo aromát

nes Cl-, Br

conformacio

ntre los grup

contra 24, 2

fenileno e

as O···O, O··

bian débilme

s de hidróge

os por toda u

én se muest

abla 8). Tod

teracciones p

al., 2009]. L

fico

que

los

20

e la

por

red

llos

tico

r- y

onal

pos

5 y

esta

·N,

ente

eno

una

tran

das

por

Los

compuest

aniones s

disolvent

complejo

similares

al., 2010]

un ejemp

las cavida

en la red

interaccio

Figura 49puente de

Figura 50vecino en

En

1,3-altern

complejo

tos 24 y 25

sirven de pue

te. Por otro l

o con cloro e

con prefere

]. En la Fig

plo represent

ades de los

d cristalina (

ones C-H···π

9. Fragmento hidrógeno en

0. Modelo dela red cristali

n la estructu

nada más co

os de inclusió

5 no forman

ente para en

lado cabe de

es más grand

encia por es

gura 49 se m

tativo. Por o

compuestos

(Figura 50)

π para el caso

en la estructuntre unos de lo

e llenado espaina.

ura cristalina

olapsada en

ón con el an

n complejos

nlazar moléc

estacar que e

de que el de l

stabilizar ma

muestra el co

otro lado, al n

son ocupad

). Estos adu

o de (24) y π

ura cristalina os iones cloru

acial de la es

a del derivad

comparació

nión. En las

s de inclusió

ulas vecinas

el número de

la sal de bro

ayormente a

mplejo en es

no formar co

das por anillo

ctos son est

π···π (25), (T

del compuesturos y lo recep

structura de 2

do de metilsu

ón a la de 2

redes cristal

ón con sus

s de la red cr

e interaccion

omuro, en la

al anión clor

stado sólido

omplejos de

os orto-fenil

tabilizados p

Tabla 7).

to 24·H2O moptores macro

25 y su inclu

ulfato (26) s

24 y 25, en

linas para 24

aniones, sin

ristalina o d

nes intermole

literatura se

ruro [Dorazc

con el anión

e inclusión c

lenos de mo

principalmen

ostrando las icíclicos.

sión con un

se observa la

n 26 tampoc

4-26 las mol

n embargo

de moléculas

eculares para

e reportan ca

co-Gónzalez

n cloruro co

on los anion

léculas vecin

nte a través

nteracciones

anillo aromát

a conformac

co se observ

léculas de ag

los

s de

a el

asos

z et

mo

nes,

nas

de

por

tico

ión

van

gua

juegan u

26·2H2O

tipo O-H

25·MeOH

Figura 5conectivida lo largo

Pa

(28 y 29

algunos g

estructura

conforma

1,3-altern

todos los

del macro

El

con cinco

52a). Un

Å; H···O,

H···ONO

165º) con

un papel imp

cada moléc

H···X- y al

H·0.5H2O las

1. Fragmentodad entre los adel eje c.

ara las estru

), se observ

grupos que

a molecular

ación asimét

nadas (24-26

tres casos u

ociclo para g

l huésped ni

o puentes de

no de los pue

, 1.89 Å; N

2- (C-H, 0.95

n un aromát

portante par

cula de agua

l dicatión p

s moléculas

o en la estraniones brom

ucturas crista

van que al m

rodean la c

r del macr

trica cuando

6), tal como

uno de los át

generar la int

itrato (N42)

e hidrógeno

entes de hidr

···O, 2.727(3

5 y 0.99 Å;

tico y tres a

ra la estabil

a está conect

por medio

de agua está

ructura cristamuros y moléc

alinas de los

menos uno d

cavidad del

rociclo cam

o se compara

se observa

tomos de hid

teracción N+

en el compl

, indicando

rógeno corre

3) Å; N-H···

H···O, 2.51-

alifáticos de

lización de

tada a dos a

de contac

án conectada

alina del comculas de agua

s complejos

de los contra

macrociclo

mbia drástic

a con los co

en los pará

drógeno N-H+-H···O- con

lejo 27 se as

la formació

esponde a la

·O, 166º) y

-2.76 Å; C···

e átomos de

la red supr

aniones por m

ctos N+-H···

as por iones b

mpuesto 25·Mpara formar c

del anión n

aiones se en

(Figura 81

camente dan

ompuestos q

ámetros topo

H está ahora

n el huésped

socia a travé

ón de una in

a interacción

los enlaces

·O, 3.128(3)

e hidrógeno

ramolecular.

medio de in

·Oagua. En

bromuros (F

MeOH·0.5H2Ocadenas supra

nitrato (27) y

ncuentra inte

1). Como co

ndo como

que poseen c

ológicos de l

a orientado h

aniónico.

és de un arre

nclusión verd

n N+-H···-ON

restantes so

-3.666(3) Å

C-H alifátic

En 24·H2O

teracciones

el compue

Figura 51).

O mostrandoamoleculares

y de perclor

eractuando c

onsecuencia,

resultado u

conformacion

la Tabla 7.

hacia el inter

eglo asimétr

dadera (Figu

NO2 (N-H, 0

on contactos

; C-H···O, 10

cos (Tabla

O y

del

esto

o la 1D

rato

con

, la

una

nes

En

rior

rico

ura

0.86

C-

04-

8).

Debido a

diferentes

La

hidrógeno

que la ca

átomo de

un total

receptora

del tipo N

enlaces N

grande N

simetría

oxígeno,

bien a la

según la b

lo hacen

los conta

repulsiva

Figura 5

En

formados

nitrato (u

(Cl42); y

débil con

a la comple

s para cada c

as distancia

o con los gr

arga negativa

e oxígeno fo

de ocho pu

a. Existen cu

N+-H···-O2N

N-O son asim

N-O se encu

C3 del NO3

lo que lo ha

cavidad del

base de dato

con promed

actos corto

as [Hay et al.

52. Modelo de

n los comple

s entre los an

un contacto

y un contacto

n respecto al

ejación asim

caso.

as N-O que

rupos NH2+

a no está com

rmando el p

uentes de h

uatro contact

NO, y además

métricos par

uentra como

3- y la prese

ace ideal co

macrociclo

os de Cambr

dio de dos a t

s de los á

., 2002 y 200

e llenado espa

ejos bis- y m

nfitriones y

del tipo N+

o del tipo N-

complejo de

métrica en e

e están inv

son grandes

mpletamente

puente de hid

hidrógeno c

tos del tipo N

s acompañad

ra este caso

un enlace d

encia de dos

omo un hués

y se estabili

ridge, las est

tres contacto

átomos de

04].

acial para los

mono-perclo

huéspedes s+-H···-OClO3

H···-OClO3 p

e nitrato.

el compuesto

volucradas c

s (1.265(3) v

e deslocaliza

drógeno N+-

on cuatro m

N+-H···O, do

do de contac

(1.229(3),

de hidrógen

s pares de e

sped de geom

iza mediante

tructuras qu

os cortos por

hidrógeno

complejos fo

orato (28 y 2

son menores

3 y dos con

para 29), es

o 27, la lon

con las inte

vs 1.239(3)

ada pero que

-H···O. El se

moléculas q

os de ellos s

ctos como C

1.260(3) y 1

no bifurcado

electrones li

metría trigon

e 6 puentes d

e enlazan an

r anión. Esto

coordinante

ormados con a

29), el númer

que los obs

ntactos del t

sto nos indic

ngitud de lo

eracciones p

y 1.244(3) Å

e esta se con

egundo nitrat

que rodean

on de un mo

C-H···ONO2-

1.262(3) Å),

. Lo anterio

bres sobre c

nal planar el

de hidrógeno

niones nitrato

o es por que

es provocan

a) 27 (NO3-) y

ro de puente

servados en

tipo C-H···-O

a que la inte

os enlaces s

por puente

Å), esto ind

ncentró sobre

to (N41) for

a la moléc

odelo bifurca

(Tabla 8). L

, el enlace m

or se debe a

cada átomo

l cual se aju

o. Por otro la

o generalme

probableme

n interaccion

y b) 28 (ClO4

es de hidróge

el complejo

OClO3 para

eracción es m

son

de

dica

e el

rma

cula

ado

Los

mas

a la

de

usta

ado

ente

ente

nes

4-).

eno

de

28

más

Además, en el derivado mono-perclorato 29, la interacción receptor···anión se forma

solamente con grupos neutros N-H. A pesar de la gran distorsión de la conformación del

macrociclo comparada con 24-26, los compuestos 28 y 29 no pueden ser considerados

complejos de inclusión verdaderos (Figura 52b). Esto además es confirmado por la

observación de un mayor número de interacciones intermoleculares del tipo N+-H···OClO3- y

C-H···OClO3- en ambos casos (Tabla 8). En contraste al anión nitrato, el perclorato es un

oxoanion tetrahédrico y aparentemente no cumple con los requerimientos estéricos para una

mayor inclusión en el receptor dicatiónico.

El macrociclo N-metilado (30), muestra una conformación que es similar para los

complejos 24-26 (Figura 46, Tabla 8), la cual puede ser debida a que los grupos N-Me se

encuentran hacia afuera de la cavidad. Debido a la ausencia de los protones N-H en este caso,

el receptor y sus aniones (I-) interactúan solamente a través de contactos C-H···I-.

Interesantemente, uno de los dos iones ioduros (I1) está enlazado por un total de cinco

contactos del tipo C-H···I-, mientras que uno de los otros forma dos O-H···I- y el otro

interacciones C-H···I- (Tabla 8).

Los iones nitrato son aniones importantes en los sistemas biológicos y algunas

aplicaciones para ellos sería la distinción entre especies de nitrato y la especie reducida nitrito

[Capitán-Vallvey et al., 2005 y Okunola et al., 2008]. En NRTA, una proteína transportadora

de nitrato, los sitios de enlace del nitrato son rodeados por cinco residuos de aminoácidos, el

cual forma dos enlaces N+-H···O y tres N-H···O con el substrato. Así como en el complejo 27,

la distribución de carga del ión nitrato enlazado está polarizada para los oxígenos que se

involucran en la interacción, es decir, el puente de hidrógeno se encuentra asistido por carga y

este tiene una mayor densidad que los átomos de oxígeno del nitrato que no participan en la

interacción [Koropatkin et al., 2006 y Santacroce et al., 2006]. En el estado sólido la estructura

del compuesto 27 tiene cinco interacciones intermoleculares con el receptor, esto hace posible

que en solución existan confórmeros con contactos adicionales del tipo N+-H···-O2NO o con un

mayor número de contactos de interacciones débiles. Al respecto, es importante mencionar que

en la literatura existen pocos complejos con nitrato completamente caracterizados y en especial

con estructuras macrocíclicas [Mason et al., 1998; Clifford et al., 2001; Blondean et al., 2007].

9.5. Estudios en solución acuosa con el macrociclo 21

El macrociclo 21 puede cargarse mediante protonación a cierto pH para convertirse en

un receptor dicatiónico en disolución. Esto hace posible realizar estudios para medir constantes

de enlace en agua frente a sales inorgánicas y/o aniones orgánicos de interés. Para el caso de

las sales inorgánicas es posible hacer un análisis más completo aunado a los estudios en estado

sólido vistos en la sección anterior de tal forma que permite hacer un estudio comparativo de

las interacciones que gobiernan en el estado sólido y en disolución. Además la presencia de

anillos aromáticos en el receptor le confiere la capacidad de establecer interacciones del tipo π-

π y/o hidrofóbicas con huéspedes de interés biológico.

El compuesto 21 muestra señales en RMN de 1H monitoreables y dado que es una

técnica poderosa para el cálculo de constantes de enlace, se eligió para efectuar los estudios de

complejación que se describirán a continuación.

9.6. Estudios de complejación con el macrociclo 21 en solución acuosa frente a sales

inorgánicas

9.6.1. Estudios preeliminares.

Debido a que el macrociclo 21 tiene dos grupos amino alifáticos los cuales están

relativamente separados entre sí, se espera que los pKa’s de los grupos sean normales y que la

molécula pueda ser dicatiónica a un pH cercano al fisiológico. Como estudio preeliminar se

realizó un experimento mediante espectrofotometria de UV/vis para conocer los pKa’s de la

molécula. Los datos obtenidos no permitieron determinar los pKa’s para los grupos aminos,

aunque de manera cualitativa si se observaron cambios a partir de un pH igual a 7.5. Lo

anterior no es sorprendente ya que la técnica es poco sensible y es más adecuada para sistemas

que experimentan cambios de color tras los equilibrios ácido-base. Cabe mencionar que los

valores de pKa fueron calculados teóricamente mediante el programa ACD/pKa DB

(Advanced Chemistry Development, Inc.) obteniéndose de esta manera un pKa1 de 7.94 ± 2 y

un pKa2 de 8.75 ± 2, este cálculo teórico anterior soporta lo obtenido experimentalmente

[Hernández, 2010].

9.6.2. Estudios de reconocimiento molecular con aniones inorgánicos

Las constantes de estabilidad de los complejos de 21 con aniones inorgánicos se

determinaron en buffer bis-tris/DCl a 0.05 M y utilizando como disolvente oxido de deuterio y

CD3OD (90:10 v/v) a pD 5.5, para asegurar el estado dicatiónico de la molécula. Las

titulaciones consistieron en mantener fija la concentración del macrociclo a una concentración

1 mM durante la titulación, a esa solución se le agregaron pequeñas alícuotas del huésped

disuelto en D2O (0-127 mM). Dado la presencia de grupos amonio en la molécula anfitrión al

pD 5.5, en ella se espera un reconocimiento a través de interacciones electrostáticas con el

huésped.

Inicialmente se realizaron los experimentos para medir las constantes de enlace con las

sales de perclorato y nitrato pero desafortunadamente el complejo precipitó a bajas

concentraciones del huésped añadido, esta situación hizo imposible la determinación de los

valores de K para ambos huéspedes. La espectroscopia de Infrarrojo y RMN 1H demostraron

que el precipitado contiene el complejo formado. Este efecto concuerda claramente con el que

se observa en las estructuras cristalinas para el complejo 27 y 28, lo cual sugiere una

asociación del tipo clartrato. Por otro lado la ausencia de precipitación para los aniones

restantes permitió la determinación de las constantes de estabilidad de los complejos. Las

constantes de asociación calculadas y las energías libres de enlace de los haluros son muy

pequeñas y tienen cierta incertidumbre. En algunos casos hubo precipitaciones a

concentraciones altas del huésped empleado lo cual limitó experimentalmente haciendo parcial

el grado de complejación llegando hasta en un 30 a 50 %.

Todos los datos fueron ajustados mediante un modelo 1:1 anfitrión-huésped en base a la

ecuación 9.

δobs = (δ0+δ∞K[H]T)/(1+K[H]T) ec. 9

Donde δobs es el desplazamiento químico observado, δ0 es el desplazamiento químico

del anfitrión libre, δ∞ es el máximo desplazamiento químico inducido por complejación en la

presencia de un huésped dado, [H]T es la concentración total del huésped y K es la constante de

enlace. La Figura 53 muestra los espectros de RMN 1H obtenidos en el proceso de titulación

entre el macrociclo 21 y el anión sulfato, destaca la región aromática entre 7 y 7.5 ppm el

cambio en los multipletes de dicha región tras la adición en exceso del huésped. Por otro lado

la Figura 54 muestra las gráficas del desplazamiento químico del protón H-10 del anfitrión vs

la concentración de los huéspedes, obtenidas a partir de las titulaciones, y los ajustes realizados

mediante la ecuación 9. También se muestra en la Tabla 9 los valores de las contantes

obtenidas así como los valores de energía libre para cada caso y los valores de CIS para

algunos protones de interés.

Figura 53. Espectros de RMN 1H en D2O-CD3OD del ciclofano (1mM) con diferentes concentraciones de sulfato de sodio.

O O

NH2+ NH2

+

2X-1

3

10

Figura 54. Gráficas de las titulaciones de 21 con varios aniones inorgánicos (Graficas del desplazamiento químico para H-10 vs [Anión], la curva es un perfil teórico calculado mediante la ecuación 9).

Tabla 9. Constantes de asociación de varios aniones con el macrociclo 21 en D2O/CD3OD, determinados por RMN de 1H a T = 298 K.

Anión (Sales de Na+ ) K, M-1 ΔG (kJmol-1) Δδmax(H-1) Δδmax(H-3) Δδmax(H-10)

SO42- 17.15±0.82 -7.09 - -0.013 -0.057

NO2- 8.91±0.81 -5.46 - - -0.042

F- 1.35±0.21 -0.74 -0.053 -0.033 -0.047 Cl- 6.0±0.95 -4.47 - 0.018 -0.018 Br- 7.0±0.13 -4.85 -0.014 - -0.06 I- 4.6±0.56 -3.8 0.044 0.048 -0.03

Δδmax= máximo desplazamiento químico de las señales del receptor seguidas durante el proceso de titulación en ppm.

Las tendencias observadas y los valores obtenidos de las constantes de asociación para

los complejos dependen principalmente del tamaño y la geometría del anión enlazado, por

ejemplo el anión tetraédrico sulfato forma un complejo más estable comparándolo con los

aniones restantes tales como los aniones de geometría trigonal [Mateus et al., 2009] como

nitrito y esféricos como los halogenuros. Por otro lado en términos de órdenes de magnitud los

valores de las constantes de asociación no tienen gran variación, aun así es clara la preferencia

por aniones en donde la carga no es esférica. Lo anterior es reflejado en el hecho de que el

tamaño del anión halogenuro no impacta en la afinidad por el receptor, ya que los valores de

las constantes son similares, tales tendencias se reportan en la literatura por ejemplo en el caso

de un receptor con una estructura ciclopeptídica con unidades de prolina el cual enlaza con

mayor fuerza al ión sulfato (96 M-1) comparado con los aniones halogenuro como yoduro (23

M-1), bromuro (16 M-1) y cloruro (5 M-1), utilizando como disolvente D2O: MeOD (80:20)

[Kubik et al., 2002 y 2005]. Es probable que en los sistemas en donde no existe una tendencia

clara se deba a la formación de complejos de asociación y no de inclusión. Además tal como se

reporta en la literatura las estructuras macromonocíclicas no forman complejos altamente

estables con aniones inorgánicos en disolución, como por ejemplo la estructura de 18-

miembros [18]aneN6 la cual llega a tener constantes de enlace para el anión nitrato y el anión

cloruro del orden de 102 M-1, mediante potenciometría. Además en estado sólido los complejos

para tal anfitrión con los aniones cloruro y nitrato no forman complejos de inclusión [Cullinane

et al., 1982], así como otras estructuras monocíclicas como ligantes hexaazamacrocíclicos

[Fonari et al., 2008]. Por otro lado estructuras con mayores números de miembros como

[18]aneN6O2 muestran mayor flexibilidad para atrapar a al anión nitrato [Papoyan et al., 1996].

Además, el que exista un mejor ajuste para aniones tetraédricos o trigonales es posible y

no ha de sorprendernos ya que los estudios en estado sólido respaldan la tendencia observada

en solución para aquellos aniones como nitrato y perclorato y sus estructuras cristalinas ya

mostradas en capítulos anteriores. Además el sulfato posee dos cargas negativas, esto implica

la posibilidad de formar un mayor número de puentes salinos, lo cual se traduce en un ΔG de

complejación mucho más grande.

Es importante mencionar que los efectos de solvatación son más marcados en

disolventes con altas constantes dieléctricas, lo cual hace posible que las especies iónicas

formen puentes de hidrógeno más estables con el disolvente. Estudios mediante dinámica

molecular para oxaazamacrociclos demuestran que tales efectos llegan a hacer importantes y

que también la flexibilidad en la molécula puede ser un punto desfavorable [Llinares et al.,

2003].

Con respecto a los cambios de desplazamiento químicos máximos inducidos por

complejación (CIS) observados en diferentes protones en las titulaciones (Tabla 10), un

aspecto muy interesante es el hecho de que los mayores cambios sucedan en el protón 10. Lo

anterior aparentemente es un efecto inesperado, ya que en teoría los cambios más significativos

deberían observarse en los protones 1 y 3, ya que son los que se encuentran cercanos a los

grupos amonio. Nuestra explicación ante tal efecto es que la introducción del anión hacia la

cavidad del ciclofano puede jugar un rol importante en el cambio conformacional en la

molécula. Esta situación es soportada por los complejos cristalinos mostrados en el capítulo

anterior en donde la presencia del tamaño del anión provoca cambios en los ángulos de torsión

de la molécula. Además esta evidencia es validada por los valores de CIS mostrados para el

protón H-10 los cuales son más altos, para todos los aniones estudiados. Por último podemos

concluir que los requerimientos geométricos en el huésped son un factor importante en el

proceso de complejación [Mateus et al., 2009].

9.6.3. Estudios de reconocimiento molecular con aniones orgánicos

Con el objetivo de evaluar la habilidad de la forma dicatiónica de 21 de formar

complejos estables con huéspedes orgánicos pequeños en los cuales además de las

interacciones electrostáticas, podrían participar de manera importante las interacciones

hidrofóbicas y las de tipo π−π (aniones aromáticos). Por lo anterior, se realizaron estudios de

complejación dirigidos a aniones orgánicos rígidos e hidrofóbicos tales como isómeros de

dicarboxilatos aromáticos, para observar la complementariedad entre sitios cargados. Además,

se estudiaron a la L-alanina y a la L-fenilalanina en sus formas zwitteriónicas, esto con la

intención de estudiar las contribuciones π-π y/o hidrofóbicas en la complejación (Figura 55).

Figura 55. Estructura química de los aniones orgánicos estudiados.

Las constantes de estabilidad para los complejos de 21 con aniones orgánicos se

determinaron en buffer de fosfatos (monobásico y dibásico) a 0.067 M y utilizando como

disolvente CD3OD/D2O (90:10 v/v) a pD 6.0, para asegurar el estado dicatiónico de la

molécula y la forma aniónica o zwitteriónica de los huéspedes. Las titulaciones consistieron en

mantener fija la concentración del macrociclo a 1 mM durante la titulación, a esa solución se le

agregaron pequeñas alícuotas del huésped disuelto en D2O (0-127 mM). Considerando las

características tanto del anfitrión como de los huéspedes y el medio, se espera que las

interacciones electrostáticas sean la fuerza directriz en el proceso de complejación.

Las gráficas del desplazamiento químico del protón H-10 del anfitrión vs la

concentración de los carboxilatos y el aminoácido L-fenilalanina, obtenidas a partir de las

titulaciones se muestran en la Figura 56. Los datos fueron ajustados con la ecuación 9 y con

ella fueron obtenidos los valores de las constantes las cuales se resumen en la Tabla 10.

Los experimentos revelaron que existe un efecto de la posición de las cargas de los

dicarboxilatos aromáticos en la afinidad por el receptor, al observarse una ligera predilección

por el isómero para-sustituido, probablemente atribuido a un mejor ajuste entre el receptor y el

tereftalato en comparación con el complejo del isoftalato, tales preferencias para el anión

tereftalato se reportan en la literatura. Como ejemplo de esto anterior, se puede citar el de un

receptor bis-intercalando tetracatiónico y que muestra una constante de afinidad para isoftalato

igual 4.0 x105 M-1 y para el tereftalato de 4.5x105 M-1 [Paris et al., 1999]. Por otro lado,

también existen preferencias mucho mas marcadas para otros sistemas, tal es el caso del

derivado dicatiónico bis-bencilado de la tetrandrina, el cual forma un complejos más estable

con el anión dicarboxilato tereftalato (110 M-1) que con el isoftalato (48.9 M-1) [Ochoa Lara et

al., 2001]. También Hossain y Schneider reportaron en 1999 receptores dicatiónicos acíclicos

(dos grupos amino cuaternizados) para la interacción de huéspedes tipo dicarboxilato, en

donde se reportan para algunos de estos complejos valores de contantes con ordenes de 10 M-1.

Los valores de CIS para H-1 y H-3, corresponden a la interacción cercana a los grupos

amonio del receptor y estos de desplazan hacia campo alto lo cual no indica que los hidrógenos

de los metilenos del anfitrión se encuentran cerca del cono de protección del anillo aromático

del carboxilato. Con respecto a las titulaciones realizadas con los aminoácidos, la L-alanina no

forma complejos estables y por lo tanto los protones del receptor no pudieron ser

monitoreados. En contraste, para la titulación del receptor con la L-fenilalanina, se observaron

cambios considerables en algunos protones del dicatión, por lo que fue posible seguir el

proceso de complejación y determinar el valor de K. Es razonable pensar que debido a que

LALA, comparado con LFA, no posee la suficiente superficie hidrofóbica, esto nos sugiere la

importancia de los procesos de desolvatación de moléculas de disolvente para poder incluir (al

menos parcialmente) el anillo aromático de la cadena lateral del aminoácido LFA. Por otro

lado, es importante mencionar que los valores de CIS para los protones H-1 y H-3 son más

altos comparados con H-10, estos nos indica que la interacción electrostática sucede en

cercanía a los grupos amonio. Para sistemas reportados en la literatura podemos mencionar dos

derivados semisintéticos de la tetrandrina, un derivado bis-bencilado y un derivado con grupos

antraquinona, los cuales poseen reconocimiento quiral en agua con predilección por el

aminoácido L-fenilalanina, cuyos valores para las constantes de asociación encontradas caen en

el orden de 10 M-1 [Lara et al., 2004 y Moreno-Corral y Lara, 2008].

a) b)

Figura 56. Gráficas de titulaciones de 21 con a) tereftalato e isoftalato (desplazamiento químico (δ) de H-1 vs [Anión]) y b) L-fenilalanina (δ-H-3 vs [Anión]). Las curvas son perfiles teóricos calculados mediante la ecuación 9.

Tabla 10. Constantes de asociación de varios aniones orgánicos con el macrociclo 21 en D2O/CD3OD, determinados por RMN 1H a T= 298 Ka

Anión (sales de Na+ ) K, M-1 ΔG (kJmol-1) Δδmax(H-1) Δδmax(H-3) Δδmax(H-10)

LFA 25.3±6.63 -8.06 -0.025 -0.040 -0.018 AISFTL 30.4±2.15 -8.52 -0.144 -0.1625 -0.144 ATRFTL 44±5.78 -9.44 -0,109 -0.1584 -

Δδmax= máximo desplazamiento químico de las señales del receptor seguidas durante el proceso de titulación en ppm.

.