Estudio teórico de interacciones débiles en complejos supramoleculares de Oro(I)

Abstract

Entendemos a la química de sistemas complejos como parte de la química supramolecular, en la que se describen propiedades generadas por la interacción no covalente (NCI) de los distintos componentes del sistema. Las interacciones aurofilicas son el tipo de NCI de nuestro interés, en particular la interaccion inter e intramolecular de moléculas inorgánicas basadas en complejos de transición generados por NCI con centros de interacción oro-oro. Planteamos construir los modelos teóricos de cuatro complejos de oro con distintas geometrías y composición, y a través de la química cuántica estudiar cada una de las interacciones que forman las INC, además de explicar y comprender las propiedades ópticas y electrónicas de los sistemas. Utilizamos los programas Gaussian y Turbomole para la construcción de modelos, optimización de geometrías y análisis NBO e WBI, a niveles de teoría Hartree-Fock y post-Hartree Fock, Gamess para el análisis EDA, los programas Multiwfn, GNUplot y el visualizador Vmd para el NCI, además de la obtención de espectros UV-Vis para comparación con bandas experimentales. Concluimos, que complejos conformados por interacciones débiles intermoleculares, intramoleculares e interacciones entre átomos de oro y una nube π, demuestran que la existencia de la interacción aurofilica depende de la geometría de los complejos, el análisis EDA encontró que los términos polarización, correlación y electrostáticos son los responsables de la estabilización de los complejos, el análisis NBO mostro que la interacción donor- aceptor va desde un orbital enlazante de un oro hacia un orbital de carácter antienlazante del otro oro (indistinguibles entre sí), los WBI encontraron que la interacción entre los oros es no covalente, finalmente, el análisis NCI, encontró en todos los casos que la interacción entre los oros es atractiva

We understand the chemistry of complex systems as part of supramolecular chemistry, in which properties are generated by the non-covalent interaction (NCI) of the different components of the system described. Aurophilic interactions are the type of NCI of our interest, particularly the inter- and intramolecular interaction of inorganic molecules based on transition complexes generated by NCI with gold-gold interaction centers. We propose to build theoretical models of four gold complexes with different geometries and compositions and, through quantum chemistry, study each of the interactions that form the INCs, in addition to explaining and understanding the optical and electronic properties of the systems. We use the Gaussian and Turbomole programs for model construction, geometry optimization and NBO and WBI analysis, at the Hartree-Fock and post-Hartree Fock theory levels, Gamess for EDA analysis, the Multiwfn, GNUplot programs and the Vmd viewer for the NCI, in addition to obtaining UV-Vis spectra for comparison with experimental bands. We conclude that complexes made up of weak intermolecular and intramolecular interactions and interactions between gold atoms and a π cloud demonstrate that the aurophilic interaction depends on the geometry of the complexes. The EDA analysis found that polarization, correlation, and electrostatics stabilize the complexes. The NBO analysis showed that the donor-acceptor interaction goes from a bonding orbital of one gold to an antibonding orbital of the other gold (indistinguishable from each other), and the WBI found that the interaction between the golds is non-covalent. Finally, the NCI analysis found that the interaction between the golds was attractive in all cases.