traduccion español trabajo de paper resistencia materiales

8/17/2019 Traduccion Español Trabajo de Paper Resistencia Materiales

1/14

Puede ser abordado desde varias direcciones.

- Para un químico orgánico, es retrosíntesis supramolecular con el enfoque

sintón.

- Para un cristalógrafo, es el diseño cristalino basado en enlaces de hidrógeno e

interacciones intermoleculares.- Para el cientíco de materiales, es un nuevo enfoque en el que la facilidad y

la modularidad de la construcción se acompaña de la diversidad y la gama de

propiedades.

. !ntroducción

"oy en día la investigación de materiales se basa cada ve# más en bloques

moleculares que se ensamblan en estructuras organi#adas con propiedades y

funciones deseadas.

$a investigación de materiales del siglo %& se basó en metales y ó'idosmetálicos y dependía de (arriba a aba)o( tecnologías para la fabricación de

dispositivos y aplicaciones *tiles.

+n contraste, los materiales derivados a partir de bloques de construcción

molecular se hacen uso de aba)o hacia arriba enfoques -/.

0ales estrategias suaves ofrecen varias venta)as1

- la gran variedad de m2todos sint2ticos que están disponibles para las

mol2culas orgánicas pueden dar lugar a un a)uste no de supramolecular

función

%- los patrones de interacción intermoleculares son lo sucientemente fuertes

para que los con)untos críticos de mol2culas con geometrías especícas sonestructuralmente sólida

- las interacciones individuales son lo sucientemente d2bil de modo que el

autoensambla)e molecular es tanto reversible y variable de lo que conduce a

3e'ibilidad sint2tica y la diversidad funcional.

4- $os nanomateriales tienen propiedades distintas de materiales a granel,

debido a su alto área de la supercie e'terna e interna.

+s tradicional en que se centra en las relaciones entre la estructura y

propiedades. +n este sentido, es como la química orgánica física. +s moderno

en que se basa en la química supramolecular en el que la reversibilidad, la

cin2tica y la entropía son contribuyentes de suma importancia a la estructura y

función.

+n el conte'to de los materiales supramoleculares, ingeniería de cristal es la

síntesis prevista de estructura cristalina-orgánico de metal orgánico asociado

con una propiedad de pre-deseada particular. 5i uno puede predecir y


2/14

estructura de cristal de control de mol2culas, entonces uno puede, en principio,

controlar las propiedades de los sólidos resultantes tambi2n.

%. las estrategias básicas de construcción

6n cristal molecular se compone de mol2culas unidas por interacciones

intermoleculares. +sta es la representación química de un cristal, y es

supramolecular en concepto.

6n cristal tambi2n puede ser considerado como una red, en el que las

mol2culas son los nodos y las interacciones intermoleculares son las

cone'iones de nodos. +sta es la representación geom2trica de un cristal y es

topológica en concepto

78ig. 9. +strategias de diseño de cristal consideran una o ambas de la

sustancia química y la representación geom2trica de un cristal. $as

interacciones en un cristal son de varios tipos1

79 el nivel medio, las interacciones isotrópicas son responsables de formas

brutas y efectos de embala)e cercanos:

7%9 de largo alcance, interacciones anisotrópicas y los de origen electrostático

como enlaces de hidrógeno son responsables de todos los efectos nas y

orientaciones intermoleculares

79 fuerte metal-los enlaces metálicos y enlaces de coordinación de metal-ligando


3/14

"igo. . ;epresentación esquemática de posibles polímeros de coordinación

con metales como nodos y ligandos como las cone'iones de nodos. macro

ciclos de dimensión cero 7a, b9, una escalera dimensional y pared de ladrillo 7c,

d9, he'ágonos bidimensionales y re)illas cuadradas 7+, 8 y


4/14

+stos son típicamente pequeños en tamaño, están compuestos de

funcionalidades especícas moleculares y las interacciones resultantes están

dispuestos de manera especíca. $a identicación de estas unidades

estructurales es algo sub)etivo pero son importantes ya que pueden estar

asociados con características de embala)e particulares. +stas unidades son

apro'imaciones de estructuras cristalinas reales y son mucho más cerca deestructuras reales que, por e)emplo grupos funcionales moleculares o incluso

interacciones individuales. sintones supramoleculares 0eniendo en cuenta la

importancia de estas unidades en el proceso de construcción de una estructura

cristalina de sus componentes, estas unidades han sido llamados =/. $a

relación entre una mol2cula, un grupo funcional y un sintón supramolecular

que se deriva de que el grupo funcional se ilustra en la 8ig. %. 6n atributo

deseable de un sintón supramolecular es la propiedad de solide#, en otras

palabras, la probabilidad de que se puede formar en muchas estructuras

cristalinas &/. !denticación de sintones robustos facilita en gran medida los

aspectos sint2ticos de ingeniería de cristal. +s, en cierto sentido, como

encontrar un alto rendimiento de la reacción supramolecular /. +l diseño de

un cristal


5/14

la estructura se convierte efectivamente en el diseño sinton, y esto, a su ve#,

sólo es posible a partir de un conocimiento adecuado de las interacciones

intermoleculares pertinentes. >on referencia al e)emplo ilustrado

anteriormente, se muestra el uso del sintón dímero carbo'i por tanto el ácido

ben#oico y ácido tereftálico. +l sintón carbo'i es una de las más sólidas de los

elementos estructurales, estando formada por casi un tercio de todos losácidos carbo'ílicos en la base de datos estructurales de >ambridge %,/. 5i

se consideran los ácidos carbo'ílicos aromáticos solamente simples, el

probabilidad de ocurrencia del sintón dímero carbo'i sube casi un ?&@.

>laramente, esto sintón puede ser utili#ado con regularidad y de forma able

en el diseño cristalino.

$a discusión anterior es el más apropiado para cristales orgánicos. Para los

sistemas híbridos orgánicos-inorgánicos, la denición de un cristal como una

red ofrece estrategias de traba)o para el diseño de cristal. $os ligandos sirven

como conectores de iones metálicos de las preferencias de coordinación

conocidos y patrones predecibles pueden resultar. Por lo tanto, surge una

estrategia racional para el diseño de nuevos materiales. +n general, se puede

ob)etivo particular cero, uno, dos o redes tridimensionales 7&A, A, %A, A9 y

luego traba)ar retro sint2ticamente para determinar las mol2culas multi-

funcionales adecuados requeridos. 5in embargo, y esto es cierto para todo tipo

de esfuer#o sint2tico o no emplean rutas lógicas impulsado por el ingenio del

químico )uega un papel de suma importancia ya menudo hace la diferencia

entre el 2'ito y el fracaso. $os e)emplos especícos de diseño de cristal en las

categorías orgánicos y organometálicos siguen ahora.

. $os materiales orgánicos

5e presentan los resultados en los *ltimos tres temas contemporáneos en la

ingeniería cristalina1 79 trigonal B octupolar mol2culas tetra2dricas de óptica no

lineal: 7%9 una nueva mol2cula hu2sped tetra2drica con inclusión de invitados

versátil: 79 los fenómenos de polimorsmo y pseudopolymorphism.

.. óptica no lineal

cromóforos C$D orgánica tienen un tiempo de respuesta rápido, de alta EbFhiperpolari#abilidad molecular que puede ser modulada adicionalmente con

grupos donante-aceptor sobre el marco p-con)ugados, para presentar una

buena transparencia-eciencia comercial-oG 4/. +l reto principal

C$D en el diseño de materiales es hacer que los cristales con una gran

susceptibilidad E'%F cuadrática1 +sto se consigue cuando las mol2culas con un

paquete EbF gran hiperpolari#abilidad en un cristal acentrosim2tricos de una

manera óptima. $as estrategias basadas en la alineación paralela de mol2culas


6/14

dipolares 7tales como p-nitroanilina9 han dado lugar a la utili#ación de

mol2culas octupolar trigonales y tetra2dricos, que por denición tienen un

momento dipolar cero. 5e cree que este momento dipolar cero puede no

proporcionar un incentivo adicional para 7no deseado9 cristali#ación

centrosymmetric.

triarylo'ytria#ines sim2tricos adoptan trigonal red bidimensional % mediada a

trav2s de unidades Piedfort 7P69, que es una nomenclatura para un dímero

apilado de dos mol2culas en forma de moneda. $a red %A disim2trica puede

apilar de forma paralela o antiparalela a dar, la red A, respectivamente, no

centrosymmetric 4 o H. centrosymmetric y disposición 4 cumple con el

requisito para el material C$D octupolar para mostrar los efectos de 5"< 78ig.

9. Ae las muchas tria#inas estudiados para lograr este ob)etivo, dos mol2culas

muestran el A polar deseada de apilamiento en la red 4, %,4,I tris 7feno'i9

-,,H- tria#ina I y %,4,I tris 74- metilfeno'i9 -,,H-tria#ina J H,I/. +n I, las

mol2culas se apilan con A P6symmetry en ap K K K pdistance de , L de una

manera eclipsada para producir una estructura columnar. lamentos polares de

> 7fenil9 -" K K K D y > 7fenil9 -" K K K enlaces de hidrógeno y correr en direcciones

opuestas de esta estructura columnar. $a estructura cristalina es no

centrosymmetric 7grupo espacial !a9 y e'hibe coeciente 5"< la d2cima parte

la de la urea. +n para-metil tria#ina sustituida J, el con)unto trigonal de A-6P

una ve# más genera una red octupolar no centrosymmetric en el grupo

espacial ;c1 $as columnas están constituidos por mol2culas relacionadas con

c-desli#amiento conectados por >-" K K K D y > -" K K K enlaces C de hidrógeno

78ig. 49. $a transmisión de la polaridad de una columna a toda la estructura de

A se produce a trav2s de interacciones alrededor de - y % e)es

relacionados-> 7Me9 -" K K K p 7fenilo9. h2lices adyacentes tienen lateralidadopuesta, ya que son relacionados con desli#amiento, pero el >-" K K K p cadenas

siempre se e)ecutan en la misma dirección que conduce a granel sin

centrosimetría. +l hiperpolari#abilidad cuadrática de I y J son similares 7N OAP

B& urea9 porque ambos metilo y el hidrógeno son grupos electrondonating

d2biles. $a síntesis de la red supramolecular octupolar 4 que conduce a 5"<

cristales activos de relieve la importancia de la lógica impulsada retrosíntesis

supramolecular de redes de destino con propiedades especícas.


7/14

gura. . síntesis supramolecular de la no-centrosymmetric 4 y H

centrosim2tricos redes de mol2culas trigonales . +l apilado % es la 6nidad

Piedfort.

diamondoid redes pueden ser el resultado de tres tipos de componentes

moleculares1 >Q4, >Q4 ->R4 comple)o 1 , y >Q%R%. +stas mol2culas

tetra2dricas


8/14

ofrecer un nuevo enfoque para probar y e'pandir la estrategia C$D octupolar.

+n este conte'to, se estudió el compuesto 4,4&-diyodo-4&&,4&&&-

dinotrotetraphenylmethane = J/. $as estructuras cristalinas de = 7grupo

espacial 8AA%9 se estabili#a por la ! K K K D%C ?a sintón polarisationassisted y

contiene un modo divergente de yodo-nitro asociación ?b. >ada mol2cula de =está conectado a otras ocho personas a trav2s de ! K K K D interacciones que

resultan en redes interpenetradas cuadrícula de H veces diamondoid y veces

78ig. H9. +n comparación con mol2culas trigonales I y J en el que el control

estructural para la cristali#ación acentrosim2tricos está limitada por la

incertidumbre en la tercera dimensión 7vs. paralelo antiparalela de alineación9,

td mol2culas del tipo Q%R%> ofrecer una nueva y prometedora estrategia para

la completa A control estructural.

gura. 4. +structura de tria#ina I para mostrar la estructura de capas trigonal

mediada por >-" K K K D y >-" K K K enlaces de hidrógeno C. 7S9 +structura de

tria#ina metil J para mostrar las h2lices de >-" K K K p interacciones alrededor

de y % e)es. Cótese la red trigonal octupolar en ambas estructuras

cristalinas.


9/14

.%. compuestos de inclusión hospedador-hu2sped

0omemos el caso de tetraquis 74-nitrofenil9 - metano &, una nueva mol2cula

de acogida con gran capacidad de adaptación estructural a trav2s de una

gama de disolventes-4 en total-con el que forma compuestos de inclusión

hospedador-hu2sped =/.

$as estructuras cristalinas se clasican en tres grupos1

-el grupo diamondoid con las cone'iones de red de acogida a trav2s de >" K K KD y las interacciones p-p 7= solvatos, con sintones a y b9,

-el grupo rombo2drica que tiene cone'iones host-hu2sped de la > -" K K K D y

halógeno K K K tipo D%C 7 solvatos9

- una tercera categoría de estructuras rica en disolvente 7 disolventes9.

"igo. $a gura I muestra cómo las mol2culas del hu2sped montar para

generar tetra2drica andamios que conduce a su ve# a una doble red

compenetra diamondoid. +ste tipo de redes son bien conocidos, pero el

presente caso no tiene precedentes en el que las cone'iones de red se hacen

e'clusivamente con interacciones d2biles, >-" K K K D y P-P.


10/14

gura. H. 5tereovie de las redes de interpenetración en la estructura cristalina

de =. $as líneas continuas representan las redes diamondoid H veces y las

líneas de puntos del veces las redes entrela#adas cuadrados.

gura. I. +l marco de acogida diamondoid formado por tetraTis metano 74-

nitrofenil9. 5ólo d2bil >-" K K K D y P-P están involucrados en el andamio de

acogida. $as redes de ro)o y a#ul se interpenetran

$a red diamondoid es lo sucientemente estable en que los disolventes

incluidos como dio'ano, 0"8 y anisol se pueden intercambiar con otros, y lo

sucientemente d2bil que los solvatos obtenidos pueden transformar de forma

reversible a una topología de host rombo2drica alternativa con la eliminación

del disolvente y B o cambio en la temperatura. Aicha modulación estructural es

inusual en la química hospedador-hu2sped: en general, es una red de acogidarobusto y resiste cualquier tipo de e'tracción o introducción de mol2culas

hu2sped, o es tan frágil que que se derrumba por completo despu2s de la

retirada de los hu2spedes. $a naturale#a en parte estable y en parte 3e'ible

del marco de acogida puede qui#ás ser atribuido a la debilidad de la cone'ión

intermedia >-" K K K D enlaces de hidrógeno. Aebilidad, en lugar de fuer#a,

conduce a una mayor capacidad de adaptación estructural y, con ella, a la

facilidad de la ingeniería de cristal.


11/14

.. Polimorsmo y pseudopolymorphism

+l polimorsmo es la aparición de la misma sustancia química en más de una

modicación cristalina.

Pseudopolymorphism es cuando se obtiene un compuesto en formas cristalinas

que dieren en la naturale#a y B o la estequiometría de disolvente incluido.

Lmbos fenómenos tienen gran relevancia en la industria, especialmente en el

conte'to de los productos farmac2uticos, pigmentos, colorantes, sabores y

contería. $a base de datos estructurales de >ambridge fue e'aminada por las

probabilidades de ocurrencia de diferentes disolventes orgánicos en

estructuras cristalinas.

4. $os materiales híbridos orgánico-inorgánicos

$a característica estructural principal de un híbrido orgánico-inorgánico o

polímero de coordinación, es thatn las interacciones de unión entre mol2culas

son fuertes. +sta característica hace que la estructura cristalina nprediction

más able. híbridos de metal-orgánicos ofrecen venta)as interesantes con

respecto a ambos orgánicos puros y materiales inorgánicos puros en que

pueden ser diseñados de forma able mediante la integración de las

características estructurales altamente predecibles en cada uno de estoscasos: por e)emplo, enlaces de hidrógeno y enlaces de coordinación se utili#an

con)untamente para lograr el control espacial y dimensional en polímeros de

coordinación. 0ales materiales tienen aplicaciones en el diseño de los sólidos

porosos, materiales de intercambio iónico, captadores de lu# y dispositivos

magn2ticos moleculares.


12/14

gura. ?. 6na representación esquemática de polímeros de coordinación A y

%A de tetrapyridyl porrina con "g, J: Pb, >d y =, ?.

4.. comple)os modelo captadores de lu#

Caturale#a utili#a matrices supramoleculares bien organi#ados de cromóforos ala energía solar trampa y la convierte en potencial químico que impulsa la

química de los organismos fotosint2ticos. 5in embargo, los procedimientos

e'perimentales tediosas asociados con la síntesis de asambleas altamente

organi#adas de varios cromóforos hacen que sea muy difícil diseñar modelos

estructurales adecuados para la recolección de lu#. +s posible utili#ar

estrategias de ingeniería de cristal para incrustar un n*mero prácticamente

ilimitado de cromóforos de porrina en, estados de metalación controladas

deseables en altamente organi#ada, A rígido y B o cristalina %A, arrays

supramoleculares. comple)os de coordinación de haluros metálicos,

4.%. imanes moleculares

$a desprotonación selectiva de los nitrilo 7ácido metilfosfónico9, C 7>"%PD"%9

/ %&"I, con cationes metálicos M%U conduce a la formación de la red de

coordinación neutro rígido y desencadena un proceso de ensambla)e de autoentre los aniones de fosfonato de %&"4 7motivo Q, 8ig. 9 %I/. $as redes de

metalo desprotonado de %&"I, M 7%&"49 7"%D9 /1 M Mn, >o, Ci, Vn, >u, >d:

7M9 ' 7M%9 -' 7%&"49 7"%D9 /1 Vn&.%4>d&.JI, Ci&.&J>d&.?, Ci&.HVn&.=H y

Mn&.=&Ci&.%& formar estructuras híbridas orgánicos-inorgánicos

isoestructurales . +n estos polímeros de coordinación, las funciones de ligando

como un anión y equilibra la carga del catión de metal de modo que se evite la

entrada de contra-aniones en la red cristalina. redes de coordinación neutros

predecible con enlaces de hidrógeno fuertes se forman independientemente de

la naturale#a de la contra-anión. $os enlaces de hidrógeno


13/14

gura. &. 7a9 estructura de capas del polímero de coordinación A con

porrina base libre, J. 7b9 $os polímeros de coordinación %A, = y ?. $os

yoduros son perpendiculares al plano del papel. $a metalación parcial de las

cavidades de porrina se representa con posicionamiento aleatorio decírculos

negros en el modelo de relleno de espacio.

gura. . 6na representación esquemática simplicada de híbrido orgánico-inorgánico comple)os %&, M K C 7>"%PD"%9 K "%D9/ 7M%U Mn, >o, Ci, Vn,

>u, >d o combinación de cualquiera de estos metales9. $as 3echas representan

los donantes y las ranuras de enlace de hidrógeno y aceptadores,

respectivamente 7con motivos Q9.

entre los ligandos en estos materiales híbridos están aislados de los enlaces de

coordinación que resulta en topologías de red predestinados. +studios

preliminares sobre las propiedades magn2ticas de los comple)os

isoestructurales Mn 7%&"49 7"%D9 / no sugieren acoplamiento spin spin

signicativa, presumiblemente debido a la separación metal-metal ligeramente

más largo de H,& L W

.

H. >onclusiones

$a creciente importancia de la ingeniería de cristales en la investigación de

materiales se maniesta en la literatura e'plosión sobre el tema y en la


14/14

aparición de tres nuevas revistas durante los *ltimos años de cristal de

!ngeniería en ??=, >ryst+ng>omm en ??? y el crecimiento cristalino y Aiseño

en %&&. >onferencias y sesiones dedicadas e'clusivamente a la ingeniería de

cristal son ahora comunes. Lhora es un tema microsymposium estándar en

cualquier reunión grande cristalográca. 6n reciente libro de te'to sobre

química supramolecular tiene un capítulo completo sobre el tema %J/.conceptos de ingeniería de cristal se han e'plotado con 2'ito en la síntesis de

sólidos porosos, materiales como arcilla y materiales de intercambio iónico

para la separación y catálisis. $a aplicación de estas estrategias para el diseño

de la novela 7generación de segundo armónico, la modulación electro-óptico9

óptica, electrónica 7semiconductor, captadores de lu#, sensores y diodos

emisores de lu# orgánicos9 y los materiales magn2ticos moleculares está en

una etapa de desarrollo. $a pró'ima d2cada probablemente será testigo de un

rápido progreso en el descubrimiento de varios materiales funcionales nuevos.

Muchos presentan indicadores para la ingeniería de cristal son positivos. +l

su)eto tiene implicaciones en áreas-orgánica convencionales de química,

química inorgánica, química supramolecular, la cristalografía de rayos Q, la

investigación de materiales, química computacional y la química farmac2utica

%=-&/. >omo ingeniería de cristal se mueve de diseño de la estructura de

propiedad de diseño, su utilidad está destinada a aumentar, y con ello sus

posibilidades de viabilidad a largo pla#o y la visibilidad.

traduccion español trabajo de paper resistencia materiales

Documents