Química de sistemas supramoleculares constituídos por porfirinas e complexos metálicos

Araki, Koiti; Toma, Henrique E.

doi:10.1590/s0100-40422002000600014

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“…When it involves compounds with unique structures, it can occur in a specific way, and implies in the union of the spatial and functional characteristics of the molecular groups, that interact to each other and shapes the selectivity and sensibility characteristics of a compound. As predicted by Araki [6], selectivity and specificity are measures of the interaction of free energy between the binding moieties and, thus, the role of surface and electronic aspects is fundamental to modulate the free energy. In fact, shape, size, conformation changes of binding sites in host-guest systems, polarity, polarizability, charge density of groups and terminations are the most important features to be determined and considered when evaluating the selectivity of a host.…”

Section: Optical and Electrochemical Biosensorsmentioning

confidence: 99%

Supramolecular Materials for Optical and Electrochemical Biosensors

Martins¹,

Ribeiro²,

FlavioColmati³

et al. 2015

Biosensors - Micro and Nanoscale Applications

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It is incontestable that the interactions and bonds that keep molecules united to generate unique supramolecular compounds, with individual properties, morphologies and behaviour, are of special dynamics and singular forces. Therefore, it is necessary to discuss and consider the types of interactions that may occur in a determined system, their dynamics and number, which directly act on the energetic balance that strengthen the union between participants and give rise to a supramolecule.In this chapter, a number of such supramolecular systems that find application as any component of a biosensor are presented and discussed, considering intermolecular interaction forces that confer them shape, function and unique properties. To better understand their structural dynamics and the mechanisms through which they can be used in biosensing, a brief explanation on the interaction thermodynamics, types of intermolecular interactions that compete against each other and the energetic equilibrium that originate and stabilize supramolecular systems is given. To explain how this balance of forces can be extensively exploited to develop methods to produce supramolecular compounds, an overview on supramolecular strategies is presented and their contribution is explored in each example presented in this text, to evidence the importance of planning and developing methodologies of preparation, based on

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Section: Optical and Electrochemical Biosensorsmentioning

confidence: 99%

Supramolecular Materials for Optical and Electrochemical Biosensors

Martins¹,

Ribeiro²,

FlavioColmati³

et al. 2015

Biosensors - Micro and Nanoscale Applications

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“…By making use of appropriate combinations of electrostatic and π-stacking effects, functional bilayered structures have been assembled, involving different types of porphyrins and porphyrazines supermolecules. The chemistry of such polymetallic porphyrins has been recently reviewed, 25,26 and will not be dealt with here. Instead, we will concentrate on the recent progress in the characterization and properties of the molecular materials generated from the supramolecular approach, as well as on their applications in molecular devices.…”

Section: Molecular Building Blocks and Supramolecular Chemistrymentioning

confidence: 99%

Molecular Materials and Devices: Developing New Functional Systems Based on the Coordination Chemistry Approach

Toma

2004

ChemInform

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Neste limiar da era nanotecnológica, o planejamento molecular dos materiais e os estudos de moléculas isoladas estão abrindo imensas possibilidades no emprego de sistemas moleculares em dispositivos eletrônicos e fotônicos, bem como em aplicações tecnológicas baseadas em propriedades de chaveamento ou reconhecimento molecular. Com esse escopo, os químicos inorgânicos em particular, podem aplicar com vantagens as estratégias proporcionadas pela química de coordenação, para construir nanomateriais funcionais que permitam a exploração das propriedades dos centros metálicos e das características dos ligantes presentes. A química de coordenação também oferece recursos eficientes na auto-montagem de nanoestruturas, baseadas na especificidade da interação metal-ligante e nas características estereoquímicas dos complexos. Diversos materiais moleculares gerados a partir de compostos inorgânicos e metal-orgânicos são focalizados neste artigo, com ênfase em novas porfirinas e porfirazinas supramoleculares, clusters e complexos metálicos. Tais sistemas também são enfocados sob o ponto de vista de suas aplicações em catálise, sensores e dispositivos moleculares.At the onset of the nanotechnology age, molecular designing of materials and single molecule studies are opening wide possibilities of using molecular systems in electronic and photonic devices, as well as in technological applications based on molecular switching or molecular recognition. In this sense, inorganic chemists are privileged by the possibility of using the basic strategies of coordination chemistry to build up functional supramolecular materials, conveying the remarkable chemical properties of the metal centers and the characteristics of the ancillary ligands. Coordination chemistry also provides effective self-assembly strategies based on specific metal-ligand affinity and stereochemistry. Several molecular based materials, derived from inorganic and metal-organic compounds are focused on this article, with emphasis on new supramolecular porphyrins and porphyrazines, metal-clusters and metal-polyimine complexes. Such systems are also discussed in terms of their applications in catalysis, sensors and molecular devices.

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“…7,8 A automontagem ganhou atenção especial devido a vantagens tais como fácil manipulação, baixo custo operacional, reprodutibilidade, versatilidade dos materiais utilizados e elevado controle da arquitetura molecular. 2,[9][10][11][12][13][14][15][16][17][18][19][20] Diversos materiais têm sido empregados na técnica LbL visando construção de filmes nanoestruturados, como metaloftalocianinas, 1,2,11-31 porfirinas, [32][33][34] polímeros condutores, 1,10 diazo-resinas, 15 nanopartículas metálicas 3,16,35 e moléculas biológicas. 14,16,17 Em especial, compostos de coordenação, quando imobilizados em filmes LbL, apresentam comportamento químico diferenciado quando comparados em solução e no estado sólido, situações nas quais efeitos supramoleculares devem ser levados em consideração.…”

Section: Introductionunclassified

“…14,16,17 Em especial, compostos de coordenação, quando imobilizados em filmes LbL, apresentam comportamento químico diferenciado quando comparados em solução e no estado sólido, situações nas quais efeitos supramoleculares devem ser levados em consideração. 2,12,32,34,36 Neste sentido, as propriedades químicas e físicas de diversas arquiteturas supramoleculares 32,33,37,38 puderam ser melhor interpretadas por meio do entendimento da química supramolecular, que utiliza conhecimentos de processos de auto-organização e de interações específicas. 2,[32][33][34][37][38][39] Recentemente, Lehn 40 reportou que os componentes químicos que interagem em nível supramolecular podem ser estudados através da Química Dinâmica Constitucional (QDC), uma vez que as interações intermoleculares são vulneráveis e, ademais, há certo grau de reversibilidade e orientação das ligações covalentes dentro da arquitetura molecular.…”

Section: Introductionunclassified

Organização supramolecular da ftalocianina de cobalto(II) e seu efeito na oxidação do aminoácido cisteína

et al. 2010

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Recebido em 13/2/09; aceito em 9/9/09; publicado na web em 23/2/10 SUPRAMOLECULAR ORGANIZATION OF COBALT (II) PHTHALOCYANINE ON THE PATHWAY OF CYSTEINE OXIDATION. The interest in the chemistry of cobalt (II) tetrasulfonated phthalocyanine (PcTsCo) comes mainly from its macrocycle-ligand structure combined with their special chemical characteristics, such as high solubility, well-defined redox reactions and remarkable optical absorption in the visible region. In this work, we use layer-by-layer technique in order to assemble CoTsPc and poly(allylaminehydrochloride) (PAH) in hybrid supramolecular system. The electronic spectroscopy and cyclic voltammetry techniques were utilized to study PAH/CoTsPc multilayers growth and the cysteine catalytic oxidation. PAH/CoTsPc showed high electrochemical stability and worthwhile to mention is the remarkable influence of supramolecular arrangement on the final redox properties of the system. Keywords: cobalt phthalocyanine; cysteine; supramolecular. INTRODUÇÃODiversos tipos de materiais nanoestruturados podem ser estudados mediante técnicas de deposição de filmes ultrafinos, 1,2 principalmente as nanoarquiteturas híbridas.1-3 Pode-se citar a técnica Langmuir-Blodgett (LB), onde camadas moleculares são preparadas em ambientes com elevado controle molecular.1,4-6 Nos filmes LB, as estruturas são extremamente organizadas e podem interagir fortemente com um substrato sólido (vidro, quartzo, silício, ouro etc). Uma vez controlados os parâmetros de deposição, diversas estruturas podem ser idealizadas através da deposição de multicamadas de vários compostos, 1,4 como biomoléculas, complexos de coordenação, polímeros sintéticos e condutores, cristais líquidos poliméricos, entre outros. Em alternativa à técnica LB, Decher 20,25,28,[42][43][44] imobilizadas em filmes finos LbL apresentam processos redox bem definidos, elevada estabilidade química e um arranjo geométrico quadrado planar, onde os grupos pirrois, no plano equatorial, apresentam-se inertes em relação às reações de substituição.2,45-47 Além disso, as FtTsCo têm sido utilizadas para construção de sensores para moléculas biológicas e catalisadores de diversas espécies, como glutationa (GSH), 22,23,48 cisteína (CiSH), [23][24][25][26][27]48 histidina, 26 monóxido de nitrogênio, 21,28,31 pesticidas, 29 glucose 30 e hidrazina. 31Desta forma, este trabalho apresenta as propriedades supramoleculares de filmes multicamadas contendo FtTsCo(II) e polialilamina (PAH) (PAH/FtTsCo). Utilizou-se a voltametria cíclica e a espectroscopia eletrônica na região do visível como técnicas de investigação. Por fim, avaliaram-se as propriedades eletrocatalíticas do sistema PAH/FtTsCo para oxidar o aminoácido cisteína.

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Química de sistemas supramoleculares constituídos por porfirinas e complexos metálicos

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Supramolecular Materials for Optical and Electrochemical Biosensors

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Organização supramolecular da ftalocianina de cobalto(II) e seu efeito na oxidação do aminoácido cisteína

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