Uso de electrones para acelerar el reconocimiento molecular

Un equipo de investigadores afiliados a varias instituciones en los Estados Unidos y China y uno en Australia ha desarrollado una forma de utilizar electrones para acelerar el reconocimiento molecular. En su artículo publicado en la revista Naturaleza, el grupo describe su técnica y sus posibles usos. Robert Francke, del Instituto Leibniz para la Catálisis en Alemania, publicó un artículo de News & Views en el mismo número de la revista que describe el propósito de la investigación de reconocimiento molecular y el trabajo que está realizando el equipo en este nuevo esfuerzo.

El reconocimiento molecular es un cierto tipo de reacción entre moléculas donde se conectan entre sí a través de no-enlaces covalentes. Algunos ejemplos son las fuerzas de Van der Waals y el apilamiento de enlaces de hidrógeno. Como señalan los investigadores, estos procesos son difíciles de catalizar y, por ello, solo unos pocos son adecuados para unas pocas aplicaciones seleccionadas. Por esta razón, los químicos buscaron un método que pudiera usarse más ampliamente. En este nuevo esfuerzo, los investigadores han desarrollado una técnica que permite forzar el reconocimiento molecular bajo ciertas condiciones generales, una técnica basada en la introducción de electrones.

El trabajo del equipo fue intentar inducir el reconocimiento molecular entre dos moléculas específicas: una, un macrociclo en forma de anillo (para actuar como huésped), la otra, una molécula en forma de mancuerna (para servir como huésped) con dos cargas positivas (el macrociclo también llevaba dos cargas positivas). La configuración inicial no era propicia para reconocimiento molecular. Para lograr que se unan, los investigadores agregaron un reactivo químico como fuente de electrones en su trabajo inicial, pero luego usaron una corriente eléctrica. Esto dio como resultado la transferencia de un electrón al anfitrión, lo que redujo su carga positiva y disminuyó la cantidad de electrones individuales desapareados. Y esto condujo a una reducción de la repulsión entre el huésped y el anfitrión, lo que les permitió ensamblarse en un complejo intermedio que no se debía a un enlace covalente. En la práctica, la mancuerna encaja en el anillo del macrociclo. En tal ensamblaje, la pérdida del electrón introducido en el anfitrión conduce a un desacoplamiento de las dos moléculas. Francke señala que además de dar a los químicos una nueva herramienta para crear enlaces entre moléculas, la nueva técnica también podría conducir al desarrollo de nuevos tipos de materia.

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