Análise cristalográfica e teórica dos arranjos supramoleculares de derivados de Dibromonitrobenzeno e Quinolinonas - Ternavisk, Ricardo Rodrigues (2024)
A abordagem teórica e experimental, tendo como ponto de partida a análise estrutural de compostos orgânicos, é de fundamental importância no desenvolvimento de novos materiais, sobretudo para engenharia de cristais, pois a sinergia entre as duas metodologias melhora a compreensão da estrutura, do arranjo supramolecular e de seu ambiente energético. Neste trabalho foram estudados cinco derivados de dibromonitrobenzeno dos quais três eram inéditos e dois derivados de quinolinonas inéditos. Todas as estruturas foram elucidadas a partir da metodologia cristalográfica de difração de raios X e suas ligações intermoleculares analisadas inicialmente, a partir dos dados geométricos bem como, seus arranjos supramoleculares. Posteriormente, as interações foram analisadas pela superfície de Hirshfeld, principalmente para análise das interações do tipo π e suas contribuições quantificadas por meio dos respectivos fingerprints. A metodologia teórica utilizada teve como base a Teoria do Funcional de Densidade. Foram obtidos os Orbitais Moleculares de Fronteira – HOMO e LUMO e os mapas de Potencial Eletrostático Molecular. Os arranjos supramoleculares foram analisados também por meio da Teoria Quântica dos Átomos em Moléculas. Os resultados indicaram que os cristais derivados de dibromonitrobenzeno são estabilizados por interações envolvendo átomos de halogênio e são principalmente, de natureza eletrostática devido a formação da cavidade σ nos átomos de halogênio. Já os cristais derivados de quinolinonas são estabilizados por interações não clássicas de hidrogênio e interações hidrofóbicas do tipo π···π e C-H···π principalmente de natureza eletrostática. Em geral, as substituições não alteraram significativamente a distribuição dos orbitais moleculares HOMO e LUMO em ambas as classes de compostos. Tanto as interações de halogênio quanto as de hidrogênio são interações do tipo camada fechada, portanto, interações fracas e dominam a empacotamento molecular.