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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/38466Registro completo de metadados
| Campo DC | Valor | Idioma |
|---|---|---|
| dc.creator | Oliveira, Paloma Neves de | - |
| dc.date.accessioned | 2025-09-26T18:34:43Z | - |
| dc.date.available | 2025-09-26T18:34:43Z | - |
| dc.date.issued | 2025-08-22 | - |
| dc.identifier.citation | OLIVEIRA, Paloma Neves de. Estudo das interações intercomponentes em rotaxanos contendo macrociclos baseados em éter de coroa. 2025. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2025. | pt_BR |
| dc.identifier.uri | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/38466 | - |
| dc.description.abstract | Rotaxanes are mechanically interlocked molecules that have attracted interest due to their functional properties and the dynamics between their components. These compounds can act as molecular machines, capable of modulating coordinated movements in response to external stimuli. The interactions between the constituent parts, such as the molecular thread and the macrocycle, play a crucial role in these movements, influencing their nature and execution. However, detailed energetic analyses of the interactions between components particularly in crown ether rotaxanes with different charge states remain underexplored in the solid state. In this context, the present work aimed to understand intercomponent interactions, offering a comparative analysis of intercomponent stabilization energies in neutral and charged rotaxanes. Specifically, it sought to evaluate how the presence or absence of charge on the thread influences the nature and intensity of the interactions between the molecular thread and the macrocycle. To this end, thirteen crystalline structures of rotaxanes containing a crown ether-derived macrocycle were selected six neutral and seven charged determining their intercomponent contact areas and stabilization energies. To assess the intercomponent interactions, contact area data were collected from the Voronoi Dirichlet polyhedron using the ToposPro program, and the intercomponent stabilization energies were initially calculated using MOPAC software (PM6-D3H4X) to identify the most suitable counterion for evaluating the intercomponent stabilization energy. Subsequently, more accurate values were obtained through quantum mechanical calculations using Density Functional Theory (DFT) with the Gaussian 09 package. Finally, the Molecular Electrostatic Potential (MEP) was obtained. The results showed that charged rotaxanes exhibited higher stabilization energies (average of -81.5 kcal mol-1) compared to neutral rotaxanes (average of -35 kcal mol-1), attributed to NH···O and CH···O interactions. The total contact area varied among the compounds, and the introduction of a second anion slightly increased this area without a gain in stabilization energy. Furthermore, the molecular electrostatic potential surfaces demonstrated the influence of charge in favoring these interactions; however, when two charges are involved, this increase does not necessarily lead to greater intercomponent stabilization. These results highlight the importance of electrostatic complementarity in the design of functional supramolecular systems especially rotaxanes and provide structural and energetic insights that may assist in the development of new interlocked molecules with tailored properties. | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) | pt_BR |
| dc.language | por | pt_BR |
| dc.publisher | Universidade Tecnológica Federal do Paraná | pt_BR |
| dc.rights | openAccess | pt_BR |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | pt_BR |
| dc.subject | Rotaxanos | pt_BR |
| dc.subject | Éteres coroa | pt_BR |
| dc.subject | Química supramolecular | pt_BR |
| dc.subject | Moléculas | pt_BR |
| dc.subject | Química quântica | pt_BR |
| dc.subject | Funcionais de densidade | pt_BR |
| dc.subject | Rotaxanes | pt_BR |
| dc.subject | Crown ethers | pt_BR |
| dc.subject | Supramolecular chemistry | pt_BR |
| dc.subject | Molecules | pt_BR |
| dc.subject | Quantum chemistry | pt_BR |
| dc.subject | Density functionals | pt_BR |
| dc.title | Estudo das interações intercomponentes em rotaxanos contendo macrociclos baseados em éter de coroa | pt_BR |
| dc.title.alternative | Studies of intercomponent interactions in rotaxanes containing crown ether macrocyles | pt_BR |
| dc.type | masterThesis | pt_BR |
| dc.description.resumo | Rotaxanos são moléculas mecanicamente interligadas, que têm atraído interesse devido às suas propriedades funcionais e à dinâmica entre seus componentes. Esses compostos podem atuar como máquinas moleculares, capazes de modular movimentos coordenados em resposta a estímulos externos. As interações entre as partes constituintes, como o eixo molecular e o macrociclo, desempenham um papel crucial nesses movimentos, influenciando sua natureza e execução. No entanto, análises energéticas detalhadas das interações entre componentes, particularmente em rotaxanos de éteres coroa com diferentes estados de carga, ainda são pouco exploradas no estado sólido. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo compreender as interações intercomponentes, oferecendo uma análise comparativa das energias de estabilização intercomponente em rotaxanos neutros e carregados. Especificamente, avaliar como a presença ou ausência de carga no eixo influencia a natureza e a intensidade das interações do eixo molecular com o macrociclo. Para isso, foram selecionadas treze estruturas cristalinas de rotaxanos, contendo macrociclo derivado de éter de coroa, sendo seis neutras e sete carregadas, determinando as áreas de contato intercomponente e as energias de estabilização. Para avaliar as interações intercomponentes, foram coletados dados de área de contato a partir do Poliedro de Voronoi-Dirichlet utilizando o programa ToposPro, e as energias de estabilização intercomponentes foram inicialmente calculadas pelo software MOPAC (PM6-D3H4X) para identificação do contra-íon mais adequado para a avaliação da energia de estabilização intercomponente. Em seguida, obtidas com maior precisão por meio de cálculos de mecânica quântica, utilizando a Teoria do Funcional da Densidade (DFT) e o pacote Gaussian 09. E por fim obtido o Potencial Eletrostático Molecular (MEP). Os resultados mostraram que os rotaxanos carregados apresentaram energias de estabilização mais altas (média de -81,5 kcal mol-1) em comparação com os rotaxanos neutros (média de -35 kcal mol-1), atribuídas as interações NH···O e CH···O. A área total de contato variou entre os compostos, e a introdução de um segundo ânion aumentou levemente essa área sem ganho na energia de estabilização. Além disso, as superfícies de potencial eletrostático molecular demonstraram a influência da carga no favorecimento dessas interações, no entanto, quando duas cargas estão envolvidas esse aumento não leva necessariamente a uma maior estabilização intercomponente. Esses resultados ressaltam a importância da complementaridade eletrostática no design de sistemas supramoleculares funcionais, especialmente rotaxanos, e fornecem percepções estruturais e energéticas que podem auxiliar o desenvolvimento de novas moléculas entrelaçadas com propriedades personalizadas. | pt_BR |
| dc.degree.local | Curitiba | pt_BR |
| dc.publisher.local | Curitiba | pt_BR |
| dc.creator.ID | https://orcid.org/0009-0001-9031-4446 | pt_BR |
| dc.creator.Lattes | https://lattes.cnpq.br/8766689235201687 | pt_BR |
| dc.contributor.advisor1 | Orlando, Tainára | - |
| dc.contributor.advisor1ID | https://orcid.org/0000-0002-4164-4123 | pt_BR |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/6896595996701518 | pt_BR |
| dc.contributor.advisor-co1 | Canovas, José Berná | - |
| dc.contributor.advisor-co1ID | https://orcid.org/0000-0001-7775-3703 | pt_BR |
| dc.contributor.referee1 | Reis, Dayane Mey | - |
| dc.contributor.referee1ID | https://orcid.org/0000-0002-5858-0293 | pt_BR |
| dc.contributor.referee1Lattes | https://lattes.cnpq.br/6491418142106922 | pt_BR |
| dc.contributor.referee2 | Orlando, Tainára | - |
| dc.contributor.referee2ID | https://orcid.org/0000-0002-4164-4123 | pt_BR |
| dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/6896595996701518 | pt_BR |
| dc.contributor.referee3 | Martins, Marcos Antonio Pinto | - |
| dc.contributor.referee3ID | https://orcid.org/0000-0003-2379-220X | pt_BR |
| dc.contributor.referee3Lattes | http://lattes.cnpq.br/6457412713967642 | pt_BR |
| dc.contributor.referee4 | Canovas, José Berná | - |
| dc.contributor.referee4ID | https://orcid.org/0000-0001-7775-3703 | pt_BR |
| dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Químíca | pt_BR |
| dc.publisher.initials | UTFPR | pt_BR |
| dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICA | pt_BR |
| dc.subject.capes | Química | pt_BR |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Química | |
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| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| rotaxanosetercoroa.pdf | 3,13 MB | Adobe PDF | ![]() Visualizar/Abrir |
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