Formación de unión hidrógeno intramolecular en la poliamina aromática 2-Guanidinobencimidazol : estudio basado en la teoría de la funcional densidad intramolecular

• Autores: Bergero, Federico Daniel; Alvaro, Cecilia Elisabeth Silvana; Sbarbati Nudelman, Norma Ethel; Ramos de Debiaggi, Susana Beatriz
• Año de publicación: 2006
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: artículo
• Fuente: An. (Asoc. Fís. Argent., En línea) 2006;01(18):52-54
• Materia: TEORIA DE LA FUNCIONAL DENSIDAD; UNION HIDROGENO; SUSTITUCION NUCLEOFILICA AROMATICA; 2-GUANIDINOBENCIMIDAZOL; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; HYDROGEN BOND; AROMATIC NUCLEOPHILIC SUBSTITUTION; 2- GUANIDINOBENZIMIDAZOLE
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Los estudios del mecanismo de Sustitución Nucleofílica Aromática (SNAr) contribuyen a entender uno de los muchos mecanismos de reacción que tienen lugar en Química Orgánica, y poseen importantes aplicaciones en procesos como la síntesis de compuestos de “Química Fina” tales como fragancias, compuestos farmacológicos, pesticidas y también procesos industriales. Asimismo, permiten interpretar procesos naturales como la catálisis enzimática y estructuras de interés biológico. No ha sido realizado aún el estudio del mecanismo de Sustitución Nucleofílica Aromática con aminas alifáticas y aromáticas polifuncionalizadas que, debido a su rígida geometría molecular, presentan la posibilidad de formar uniones hidrógeno intramoleculares en solventes apróticos, detalle que es importante en la comprensión de las interacciones soluto-soluto y soluto-solvente a escala microscópica, y que contribuirá a elucidar el rol de las interacciones débiles no covalentes entre moléculas neutras. La poliamina aromática 2-guanidinobencimidazol puede formar unión hidrógeno intramolecular en solventes apolares apróticos, tales como tolueno, incrementando su nucleofilicidad. En este trabajo nos proponemos investigar, mediante cálculos teóricos, propiedades estructurales y electrónicas de dicha molécula y aportar datos que permitan evaluar la factibilidad de este supuesto. La búsqueda inicial de los confórmeros en equilibrio se realizó utilizando la técnica de Monte Carlo junto con el modelo autoconsistente semi-empírico AM1 (Austin Method 1) para evaluar la energía. Estas estructuras fueron luego utilizadas como punto de partida para la optimización geométrica mediante cálculos teóricos, realizados en el marco de la Teoría de la Funcional Densidad. Se utilizó el funcional híbrido B3LYP, empleando las funciones base 6-31G* y 6-31++G*
Aromatic Nucleophilic Substitution (SNAr) constitutes a very important area not only from the fundamental point of view in Organic Chemistry but also from the multiple applications known in the synthesis of fine chemicals such as fragrances, pharmaceuticals, pesticides and also in industrial processes. Due to its relevance, SNAr has been subject of intensive study along the last two decades and ample progress has been achieved in what concerns to reaction mechanisms in solution. These studies also help to the interpretation of natural processes such as enzymatic catalysis and structures of biological interest. The study of the Aromatic Nucleophylic Substitution mechanism has not been made yet on polifuncionalized alyphatic and aromatic amines, which, due to their rigid molecular geometry, have the possibility of forming intramolecular hydrogen bonds in apolar aprotic solvents, an important detail in the understanding of solute-solute and solute-solvent interactions at microscopic scale, which will contribute to clarify the role of weak noncovalent interactions between neutral molecules. Aromatic polyamine 2-guanidinobenzimidazole can form intramolecular hydrogen bonds in apolar aprotic solvents, such as toluene, increasing its nucleophilicity. In this paper we investigate structural and electronic properties of this molecule and try to contribute with data to evaluate the feasibility of this assumption. The initial equilibrium conformer search was made using the Monte Carlo technique together with the self-consistent semi-empirical method AM1 (Austin Method 1) to evaluate the energy. Those structures were then used as a starting point for geometric optimization using the Functional Density Theory method. We used the hybrid functional B3LYP, and the basis functions 6-31G* and 6-31++G*
Fil: Bergero, Federico Daniel. Universidad Nacional del Comahue. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física (UNComa-FaIn). Neuquén. Argentina
Fil: Alvaro, Cecilia Elisabeth Silvana. Universidad Nacional del Comahue. Facultad de Ingeniería. Departamento de Química (UNComa-FaIn). Neuquén. Argentina
Fil: Sbarbati Nudelman, Norma Ethel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (UBA-FCEyN). Departamento de Química Orgánica. Buenos Aires. Argentina
Fil: Ramos de Debiaggi, Susana Beatriz. Universidad Nacional del Comahue. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física (UNComa-FaIn). Neuquén. Argentina