Cucurbiturilas

Abstract

Recebido em 7/8/06; aceito em 9/11/06; publicado na web em 17/7/07 CUCURBITURILS. This review article describes the properties and the main applications of the glicol[n]urils. These compounds are cavitands made of n glycolurilic units arranged in circles, giving rise to extremely symmetric toroidal molecules. The cucurbit [n]urils create this way variable-sized hydrophobic cavities and the glycolurilic carbonyles delimit two portals on these cavities, slightly narrower than their internal radii. Their structure, physical and chemical properties favor the formation of inclusion compounds, and turn them into important building blocks for supramolecular chemistry and nanotechnology.Keywords: cucurbiturils; cucurbitands; inclusion compounds. INTRODUÇÃOAs cucurbiturilas foram sintetizadas pela primeira vez por Behrend e colaboradores 1 em 1905, como resultado da condensação da uréia e do glioxal, formando glicolurila e análogos poliméricos na presença de formaldeído. A tecnologia da época não permitiu uma caracterização inequívoca e a estrutura peculiar destes polímeros só foi elucidada pelo grupo de Mock, 80 anos mais tarde 2 . Pela primeira vez demonstrou-se que os cucurbitandos, outra designação desta família de compostos (abreviados também por CB[n]), eram estruturas cíclicas toroidais, compostas por 6 unidades de glicolurila, ligadas por grupos -CH 2 -em suas aminas de simetria D 6H (Figura 1).A nomenclatura oficial deste composto é complexa* e a sua forma de abóbora deu origem a seu nome, de cucurbita em latim (* segundo a IUPAC, o nome da cucurbit[6]urila ou CB[6] seria: dodecaidro-1H, 4H, 14H, 17H-2, 16:3, 15-dimetano-5H, 6H, 7H, 8H, 9H, 10H, 11H, 12H, 13H, 18H, 19H, 20H, 21H, 22H, 23H, 24H, 25H, 26H-2, 3-4a, 5a, 6a, 7a, 8a, 9a, 10a, 11a, 12a, 13a, 15, 16, 17a, 18a, 19a, 20a, 21a, 22a, 23a, 24a, 2 -3 -5a, 26a -tetracosaazabispentaleno[1''',6''':5'',6'',7'']cicloocta[1'', 2'', 3'':3', 4']pentaleno(1',6':5,6,7)cicloocta(1,2,3-gh:1',2',3'-g'h')cicloocta(1, 2, 3-cd:5, 6, 7-c'd')dipentaleno-1, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 17, 19, 21, 23, 25-dodecona).Esta estrutura, além de ser simétrica, possui uma cavidade central hidrofóbica relativamente grande, que é capaz de acomodar espécies variadas para a formação de compostos de inclusão, também chamados de caviplexos, como o fazem outras famílias de cavitandos como as ciclodextrinas ou calixarenos. Na cucurbit[6]urila, existem 12 carbonilas orientadas para fora das cavidades, 6 de cada lado, formando assim dois portais para as cavidades, e conferindo à molé-cula um caráter básico de Lewis. Os métodos mais modernos de análise constataram que não eram formados apenas anéis de 6 membros nas sínteses de cucurbiturilas, mas que outros análogos cíclicos com 5 a 11 unidades glicolurílicas também eram formados durante as sínteses. Os recentes avanços em química orgânica sintética permitiram a elaboração de novas rotas, resultando em rendimentos diferenciados na produção destes homólogos. O maior controle sobre a distribuição dos produtos síntese tornou viável a síntese de CB [7] e ...

A Família Das Bambus[n]urilas

“…Partindo de ureia e glioxal em meio alcalino 17 se obtém a trans-4,-5-di-hidroxi-imidazolidin-2-ona, que reage posteriormente com a 1,3-dimetilureia em meio ácido para produzir a 2,4-dimetilglicolurila. A reação da 2,4-dimetilglicolurila com paraformaldeído em ácido clorídrico produz uma mistura que contém polímeros lineares e uma mistura dos macrociclos MeBU [4] [6] (esquerda), hmCB [6] (centro) e BU [6] , enquanto que a MeBU[6] é totalmente insolúvel. 11,12 Cálculos computacionais foram realizados para prever e elucidar algumas das propriedades fundamentais da MeBU [6].…”

“…[33][34][35][36][37] De maneira geral, as glicolurilas dissubstituídas reagem com formaldeído em meio ácido, em condições específicas, produzindo as respectivas BU[n] funcionalizadas (Figura 5). As benzil-bambus [4]urila (BnBU [4]), benzil-bambus [6]urila (BnBU [6]) e propil-bambus [6] urila (PrBU [6]) 34 foram obtidas a partir das 2,4-dibenzilglicolurila ou 2,4-dipropilglicolurila, respectivamente, em solventes apolares, e não em meio aquoso como na síntese da MeBU [6]. A BnBU[6] obtida era capaz de formar complexos com elevada constante de formação com diversos ânions em clorofórmio, 35 As metil-semitio-bambus [4]urila (MeBUS [4]) e metil-semitio--bambus [6] …”

“…A associação desses macrociclos com outras moléculas é consequência de interações não covalentes entre moléculas hóspedes-hospedeiras 1 e tem sido muito estudada por conta de diversas aplicações em catálise, estocagem e transporte de fármacos e sensores, por exemplo. 2 Cavitandos como as cucurbit[n]urilas (CB[n]), [3][4][5][6] pirogalol[n]arenos, 7 calix[n] arenos, 8 ou as ciclodextrinas, 9 por exemplo, possuem cavidades capazes de hospedar outras entidades químicas denominadas hóspedes. A restrição vibracional imposta pelo macrociclo (hospedeiro) somada a um campo elétrico particular existente em sua cavidade pode levar a molécula hóspede a estados energéticos e configurações (vibracional, rotacional e/ou eletrônico) diferenciados, até então insustentáveis em solução ou fase gasosa, a ponto de alterar consideravelmente suas propriedades físico-químicas assim como sua reatividade.…”

Quantum confinement in PbI2 nanodisks prepared with cucurbit[7]uril

“…Obviously, the portal sizes vary with the number of monomeric units, ranging from 2.4 to 6.9 Å in the CB[5]-CB[8] series. 8,12,13 Cucurbituril cavities are hydrophobic and can accommodate many guest molecules in a series of inclusion compounds, just like cyclodextrins and calixarenes (see molecular structure in Figure 1). …”

Síntese por ultrassom da bambus[6]urila e estudo de suas propriedades físico-químicas

“…Por conta disso, esses compostos foram aplicados em diversar áreas, tais como processos de automontagem, catálise, formação de complexos com íons metálicos, entre outras [11,12] . Miyahara [13] [14] , por exemplo.…”