Os éteres de coroa foram descobertos em 1967. Eles foram então modificados pela adição de uma unidade contendo metal, criando éteres de coroa metálica. Esses éteres de coroa metálica têm sido objeto de intensa pesquisa. Dependendo da composição molecular dos éteres de coroa metálica e de sua arquitetura resultante, as propriedades e, portanto, os usos das coroas metálicas podem mudar. Eles têm muitos usos diferentes atualmente e estudos em andamento continuam a expandir sua aplicação.



Apenas alguns deles incluem refrigeração magnética, agentes de imagem – especificamente como potenciais agentes de contraste em imagens de ressonância magnética – e magnetismo molecular único, que está sendo explorado para uso em computação quântica.

Mais especificamente, "éteres de coroa metálica atraíram recentemente atenção considerável porque capturam seletivamente espécies convidadas, especialmente íons metálicos e cátions orgânicos de amônio. E essa característica pode aumentar sua utilidade em catálise, magnetismo e condutores de prótons", disse o Dr. autor principal e pesquisador científico do Departamento de Química da Universidade Tsinghua, Pequim.

Sabendo o que pode ser feito com os éteres de coroa metálica, há um desejo de continuar a descobrir mais tipos. Dr. Xiao, membro do grupo do Prof. Wei na Universidade Tsinghua em Pequim, tem estudado a modificação de éteres coroa usando polioxometalatos (POM) como unidades de substituição para criar um novo tipo de éter metalacoroa.

"A combinação de moléculas de éter coroa com polioxometalatos abriria amplos campos para estudos de compostos supermoleculares e materiais híbridos", disse Xiao. E eles tiveram sucesso. "Através da modificação covalente, os polioxometalatos e os compostos orgânicos funcionais foram habilmente combinados para alcançar uma maior expansão das suas funções."

A pesquisa deles foi publicada em Polioxometalatos.

Os éteres de coroa são moléculas em forma de anel contendo vários grupos éteres. Seu nome surge do formato de anel que dá às moléculas a aparência de uma coroa. Por si só, eles são fortes agentes de ligação para íons de metais alcalinos carregados positivamente.

Os éteres metalacrown são um tipo de complexo metallamacrociclo que substitui os grupos etileno dos éteres coroa parcial ou totalmente por unidades contendo metal. Comparados ao éter coroa, eles podem ter funções adicionais de reconhecimento, catálise e magnetismo.

Neste experimento, o Dr. Xiao e seus parceiros combinaram moléculas de éter de coroa com polioxometalatos (POM) compostos de elementos metálicos de transição iniciais por ligações covalentes para criar um novo éter de metal-coroa, expandindo seus usos significativamente. A dificuldade neste experimento foi que eles estavam substituindo apenas parcialmente os grupos etileno, o que já havia sido relatado anteriormente, mas exigia um método diferente da substituição completa mais comum.

Além disso, eles estavam incorporando POM, que nunca havia sido usado para criar um éter de coroa metálica antes. Assim, permaneceu o desafio de construir um éter polioxometalatocoroa com a capacidade de capturar moléculas hóspedes específicas.

O hospedeiro, uma molécula maior (neste caso, o éter metalacrown), capturaria esperançosamente o hóspede, uma molécula menor (neste caso, cátions de amônia), em uma ligação não covalente semelhante à ligação que ocorre em muitos sistemas biológicos. como proteínas.

Houve algumas evidências anteriores de que os cátions de amônio, que são íons de amônio com carga positiva, e seus derivados orgânicos mostraram-se promissores como potenciais moléculas convidadas. "Claro, não somos nós que escolhemos o aminocátion como convidado, mas esse tipo de éter metálico-coroa. Através de alguns experimentos, obtivemos esses compostos hospedeiro-convidado", disse Xiao.

Em essência, eles construíram com sucesso um éter polioxometalatocoroa que pode capturar cátions de amônio e ganharam uma série de complexos hospedeiro-hóspede.

Quando questionado sobre pesquisas futuras, Xiao disse:"A seleção de aminocátions como moléculas convidadas pelo éter metalacrown estabeleceu uma base para continuarmos pesquisas sobre a função desses compostos, como reconhecimento, troca iônica e catalisadores." O próximo passo "é tentar ligar cátions amino funcionais:como todos os tipos de aminoácidos e estudar suas propriedades catalíticas relacionadas a partir do POM. Espera-se que um bom agente de reconhecimento de íons ou um catalisador específico possa ser selecionado."

Mais informações: Fengping Xiao et al, Éter polioxometalatocrown:Um novo tipo de éter metalacrown baseado em polioxometalato, Polioxometalatos (2024). DOI:10.26599/POM.2024.9140055
Fornecido pela Imprensa da Universidade de Tsinghua