Explorando as diferenças eletrônicas e estruturais entre cubanofanos e ciclofanos

Abstract

Este trabalho compara estruturas de cubanofanos e ciclofanos contendo duas pontes propilênicas ligadas na posição para, considerando isômeros cis e trans, a partir da preposição de que o cubano - hidrocarboneto contendo 8 carbonos, em arranjo cúbico - atua como bioisóstero do benzeno, devido à distância de sua diagonal maior ser muito próxima a deste último. Ou seja, a partir da hipótese somente recentemente confirmada de que possuem atividade biológica semelhante. Foram feitas análises no sentido de avaliar a tensão das moléculas, onde se descobriu que o cubanofanos suportam muito mais tensão do que os análogos dos ciclofanos, devido à propriedades intrínsecas como a repulsão estérica entre os decks nos cubanofanos e ciclofanos. Também foram feitas análises de estrutura eletrônica NBO (natural bonding orbitals) e QTAIM (Quantum Theory of Atoms in Molecules). Os NBOs revelaram que os mecanismos de estabilização dessas estruturas se dão por interações through-bond, ou seja, através das pontes conectando ambos os decks nessas moléculas. Esta análise também revelou que as interações through-space têm grande importância na estabilização dos cubanofanos, sendo até dez vezes mais estabilizantes do que nos análogos ciclofanos com anéis benzênicos. A AIM corrobora estes resultados, demonstrando que de fato ocorrem interações through-space em todas as estruturas, bem como revelou interações entre os hidrogênios de alguns dos isômeros.