A Química Somando Forças: Ensino e Pesquisa com Empreendedorismo e Inovação
Estudo da interação entre as partes constituintes de complexos
supramoleculares entre óxido de trifenilfosfina e benzamida por Modelagem
Molecular
C.H.C. Silva, B.R.M. Santos, T.G.F. Silva, A.C.A. Melo, F.C. Oliveira, A.M. Oliveira*
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais – Campus Timóteo - Av. Amazonas, 1193 - Vale Verde Timóteo - MG Brasil CEP: 35.183-006
*e-mail: [email protected]
Palavras chave: óxido de trifenilfosfina, interações intermoleculares, modelagem molecular.
INTRODUÇÃO
Este trabalho é baseado no estudo por modelagem
molecular
das
interações
intermoleculares
nos
complexos de óxido de trifenilfosfina (TPPO) com
benzamida (BZM) e foi precedido pela síntese e
caracterização dos complexos. O estudo utilizou-se do
formalismo dos métodos quânticos em nível semiempírico na obtenção de propriedades como: polaridade,
geometrias moleculares, energia de orbitais de fronteira,
etc. Os complexos foram modelados por meio de
ancoramento
molecular,
a
partir
de
várias
estequiometrias, sendo os resultados confrontados com
análises de Espectroscopia de Vida Média de Pósitrons
(EVMP), realizadas em nosso grupo.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
As estruturas do TPPO e da BZM foram modeladas e
otimizadas utilizando-se o programa AMMP/VEGA
1
Edition , campo de força AM1BCC e cargas parciais tipo
Gasteiger. Foram construídos os complexos de
estequiometrias: 1:1, 1:2, 1:3, 2:1, 3:1, 3:2, 3:3
(TPPO:BZM), utilizando-se ancoramento molecular, o
que foi feito com o programa Hex v. 6.3, obtendo-se as
energias de interação e as energias livres de solvatação
2
(Utilizando-se o programa ChemSol ). Após a
construção, foram calculados por método semi-empírico,
com hamiltoniano PM3, alguns parâmetros adicionais:
momentos dipolares e energias de orbitais de fronteira,
encontrados na Tabela 1.
Tabela 1. Propriedades calculadas para as diversas
estequiometrias.
Estequiometria
1TPPO1BZM
1TPPO2BZM
1TPPO3BZM
2TPPO1BZM
3TPPO1BZM
3TPPO2BZM
3TPPO3BZM
Energia de
interação,
Eint
kcal/mol
-72,31
-126,78
-113,32
-171,23
-145,77
-95,60
-128,32
Energia livre
padrão de
solvatação, ∆solGo
kcal/mol
0,1
-2,7
-3,6
-4,5
-5,7
-7,3
-6,5
Os dados demonstram que as estequiometrias seguem a
seguinte ordem de estabilidade: TPPO:BZM 2:1 >> 3:1 >
3:3 ≈ 1:2 > 3:2 > 1:1, sendo coerentes com os dados de
EVMP para frações molares variadas (método de Job).
As estruturas indicam uma prevalência de interações do
tipo π-stacking entre os anéis benzênicos (Figura 1).
Figura 1. Estrutura do complexo TPPO:BZM 2:1.
As estequiometrias são solvatadas em água nas
condições padrão de acordo com a seguinte ordem de
intensidade: TPPO:BZM 3:2 > 3:3 >> 3:1 > 2:1 > 1:3 >
1:2 >>> 1:1 (esta última estequiometria praticamente não
sofre solvatação), o que indica que as estequiometrias
mais complexas tendem a ser melhor solvatadas, o que
pode ser atribuído à maior exposição dos grupos polares
nestes casos, por impedimento estérico. As energias de
HOMO e LUMO sugerem que o TPPO atua mais
comumente como doador de densidade eletrônica à BZM
(o TPPO como base de Lewis).
CONCLUSÕES
Conclui-se que o complexo TPPO:BZM 2:1 é o mais
estável, o que é compatível com os dados
3
experimentais , e sua formação é governada por
interações predominantemente eletrostáticas entre anéis
aromáticos, das quais o TPPO desempenha o papel de
doador.
AGRADECIMENTOS
EHOMO - ELUMO
CEFET-MG, CNPq e FAPEMIG.
eV
8,7549
8,6399
8,6206
8,5302
0,0756
0,3905
0,0439
REFERÊNCIAS
1
Harrison R. W. J. Comp. Chem. vol. 14, p. 1112-1122, 1993.
Florián, J.; Warshel, A. J. Phys. Chem. B vol. 103, p. 10282, 1999.
Oliveira, F.C.; Oliveira, A.M.; Donnici, C.L.; Machado, J.C.; Magalhães, W.F.;
Windmöller, D.; Fulgêncio, F.H.; Souza, L.R. Positron Annihilation Studies in Solid
Substituted Aromatic Compounds. Chemical Physics Letters (Print), p. 37-41,
2011.
2
3
XXVIII Encontro Regional da Sociedade Brasileira de Química – MG, 10 a 12 de Novembro de 2014, Poços de Caldas - MG