Un proyecto de investigación dirigido por químicos en la Universidad de Warwick utilizó por primera vez microscopía de túnel de barrido de resolución ultra alta para ver la ubicación exacta de átomos y enlaces dentro de una molécula, y luego empleó estas imágenes increíblemente precisas para determinar las interacciones que unen moléculas entre sí.
Usando una aguja súper afilada con punta de monóxido de carbono congelada a 7 Kelvin menos 266 grados centígrados, los investigadores pudieron identificar si los enlaces son hidrógeno o halógeno, y también pudieron detectar defectos diminutos en estos materiales. Estos resultados podrían ser dealta relevancia para ayudar a crear nuevos productos farmacéuticos más puros que nunca.
Los investigadores compararon STM estándar con resolución ultra alta en una molécula aromática policíclica bromada colocada sobre una superficie dorada. Pudieron demostrar que las mediciones estándar de STM no podían establecer de manera concluyente la naturaleza de las interacciones intermoleculares, pero la nueva técnica podía identificar claramenteubicación de los anillos de carbono y los átomos de halógeno, determinando que la unión de halógeno gobierna los conjuntos.
Su investigación se publica hoy, 30 de abril de 2020, en un documento titulado "Combinando microscopía de túnel de barrido de alta resolución y simulaciones de primeros principios para identificar la unión de halógeno" en Comunicaciones de la naturaleza .
Uno de los investigadores principales del artículo, el profesor Giovanni Costantini, del Departamento de Química de la Universidad de Warwick dijo :
"El reconocido físico Richard Feynman dijo una vez que la forma más fácil de analizar cualquier sustancia química complicada sería" mirarla y ver dónde están los átomos "; la técnica que hemos estado utilizando es una forma de hacerlo."
"La microscopía de túnel de exploración STM normalmente solo puede revelar la forma general y la posición de las moléculas en un material, pero no tiene la precisión necesaria para determinar su estructura atómica exacta.
"Sin embargo, utilizando STM de resolución ultra alta, podríamos determinar con precisión la ubicación de los anillos de carbono y los átomos de halógeno, lo que nos permitió establecer que el enlace de halógeno en lugar de hidrógeno gobernaba el ensamblaje molecular de este material".
"Al seguir de cerca la adaptación de Richard Feynman a" solo mirar la cosa ", nuestra visualización clara de las posiciones reales de los átomos dentro de las moléculas nos permitió inferir la posición y la naturaleza del enlace entre las moléculas.
"Esto fue respaldado por cálculos teóricos que revelaron una serie de características electrónicas que la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada IUPAC reconoce como rasgos identificadores de enlaces halógenos. Creemos que una fracción significativa de estructuras moleculares difíciles o controvertidas que han sidodiscutido en la literatura durante las últimas décadas podría resolverse rápida y claramente mediante el uso de este enfoque y predecimos su uso cada vez mayor en la nanociencia molecular en las superficies ".
Otro de los investigadores principales del artículo, el profesor asistente Gabriele Sosso, del Departamento de Química de la Universidad de Warwick también señala que :
"La capacidad de discernir e identificar claramente la posición de los enlaces halógenos será de particular valor para los investigadores que intenten comprender el reconocimiento biomolecular y diseñar nuevos medicamentos farmacéuticos".
"De hecho, la mayor parte de la química medicinal hasta ahora se ha centrado en el papel de los enlaces de hidrógeno, ya que son omnipresentes tanto en la bioquímica como en la ciencia de los materiales: la comprensión de los enlaces halógenos proporcionará así una herramienta adicional para diseñar la próxima generación desistemas moleculares para el diseño de fármacos.
"Para ese fin, es esencial que, como lo hicimos en este trabajo, reunamos experimentos y simulaciones, a fin de ofrecer una imagen completa de esta interacción molecular aún en gran parte inexplorada"
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Warwick . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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