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dc.creatorLopes, Leandro Cajuela
dc.date.accessioned2021-11-26T14:56:08Z
dc.date.available2021-11-26T14:56:08Z
dc.date.issued2021-05-28
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/23012
dc.description.abstractThis work presents the synthesis and molecular and supramolecular study of an unprecedented series of trisubstituted bis-ureas. In all, six molecules were synthesized, in which the substituents were varied and the methylene spacer between the urea groups. The formation of appropriate crystalline and single crystal phases for the six molecules allowed molecular geometries to be obtained through single crystal X-Ray diffraction and crystal engineering studies to be performed. The supramolecular cluster was used to determine the molecular coordination number, the contact area and the stabilization energy, which allowed to propose crystallization mechanisms and crystallization parameters for each stage. For the stabilization energy values, quantum mechanics calculations were used at the theory level ωB97x-D/cc-pVDZ. It was observed that diisobutylamine-substituted compounds had water in the crystal lattice – that is, crystalline hydrates. Furthermore, three of the compounds had more than one bis-urea molecule in the asymmetric unit, the conformational isomorphs. One of the conformational isomorphs was analyzed by powder X-rays and 13C solid state nuclear magnetic resonance and it was possible to observe the chemically equivalent atoms with distinct environments leading to signal complexity in the solid state compared to the liquid state. Intermolecular interactions were analyzed by QTAIM and also by 1H NMR experiments of varying concentration – being possible to correlate theoretical data with experimental data. For the six compounds, four proposals for distinct crystallization mechanisms were reported. Given the complexity of phase 6a, an unprecedented treatment of the supramolecular cluster was used to make a coherent proposal for the crystallization mechanism, and experimental NMR data were essential for understanding the initial nucleus. QTAIM revealed that compounds 6a, 7a-b and 8a presented hydrogen bonds as the one that most contributed to the formation of the more energetic nucleus (NH···O=C and/or CH···O=C), while that for compound 8b the interactions that contribute most are the CH···HC, and for 7b the interactions CH···π. In compounds 7a-b, despite the CH···π interactions not being the most energetic, they were significantly complementary to the formation of the 1D nucleus still in solution. Thus, it was possible to demonstrate in this work that interactions considered to be weak and/or dispersive by the scientific literature can have a great contribution and even directionality in the formation of the more energetic nucleus in solution of bis-urea molecules – contributing to the crystalline design.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpor
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqpor
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul - FAPERGSpor
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectQuímica supramolecularpor
dc.subjectEngenharia de cristaispor
dc.subjectBis-ureiaspor
dc.subjectCluster supramolecularpor
dc.subjectMecanismos de cristalizaçãopor
dc.subjectSupramolecular chemistryeng
dc.subjectCrystal engineeringeng
dc.subjectSupramolecular clustereng
dc.subjectCrystallization mechanismseng
dc.titleSíntese e estudo supramolecular de bis-ureias trissubstituídas: mecanismos de cristalizaçãopor
dc.title.alternativeSynthesis and supramolecular study of trisubstituted bis-ureas: crystalization mechanismseng
dc.typeDissertaçãopor
dc.description.resumoEste trabalho apresenta a síntese e estudo molecular e supramolecular de uma série inédita de bis-ureias trissubstituídas. Ao todo, seis moléculas foram sintetizadas, na qual se variou os substituintes e o espaçador metilênico entre os grupamentos ureia. A formação de fases cristalinas e monocristais apropriados para as seis moléculas permitiu que geometrias moleculares fossem obtidas através de difração de Raios X em monocristal e que estudos de engenharia de cristais fossem performados. O cluster supramolecular foi utilizado para determinar o número de coordenação molecular, a área de contato e a energia de estabilização, o que permitiu propor mecanismos de cristalização e parâmetros de cristalização para cada estágio. Para os valores de energia de estabilização, cálculos da mecânica quântica foram utilizados em nível de teoria ωB97x-D/cc-pVDZ. Observou-se que os compostos com substituinte de diisobutilamina apresentaram água na rede cristalina – isto é, hidratos cristalinos. Além disso, três dos compostos apresentaram mais de uma molécula de bis-ureia na unidade assimétrica, os isomorfos conformacionais. Um dos isomorfos conformacionais foi analisado por Raios X em pó e ressonância magnética nuclear em estado sólido de 13C e foi possível observar os átomos quimicamente equivalentes com ambientes distintos levam à complexidade do sinal no estado sólido em comparação com o estado líquido. As interações intermoleculares foram analisadas por QTAIM e também por experimentos de RMN de 1H de concentração variável – sendo possível correlacionar dados teóricos aos dados experimentais. Para os seis compostos, quatro propostas de mecanismos de cristalização distintos foram relatadas. Dada a complexidade da fase 6a, uma tratativa inédita do cluster supramolecular foi utilizada para que se pudesse fazer uma proposta coerente de mecanismo de cristalização, sendo que dados experimentais de RMN foram fundamentais para o entendimento do núcleo inicial. A QTAIM revelou que os compostos 6a, 7a-b e 8a apresentaram ligações de hidrogênio como sendo a que mais contribui para a formação do núcleo mais energético (NH···O=C e/ou CH···O=C), enquanto que para o composto 8b a interação que mais contribui são as CH···HC, e para o 7b são as interações CH···π. Nos compostos 7a-b, apesar de as interações CH···π não serem as mais energéticas, estas se mostraram significativamente complementares para a formação do núcleo 1D ainda em solução. Com isso, foi possível demonstrar nesse trabalho que interações consideradas como sendo fracas e/ou dispersivas pela literatura científica podem ter uma grande contribuição e até mesmo direcionalidade na formação do núcleo mais energético em solução de moléculas bis-ureias – contribuindo para o design cristalino.por
dc.contributor.advisor1Martins, Marcos Antonio Pinto
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6457412713967642por
dc.contributor.referee1Hörner, Manfredo
dc.contributor.referee2Fiss, Gabriela Fehn
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1593291327544618por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentQuímicapor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Químicapor
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICApor
dc.publisher.unidadeCentro de Ciências Naturais e Exataspor


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