Assignatura: Química Macro i Supramolecular

Quadrimestre: tardor

Crèdits ECTS: 5

Professors: Eliseo Ruiz, Dolors Velasco

Departament / Facultat: Departament de Química Inorgànica, Departament de Química Orgànica, Facultat de Química, UB

Objectius:

Per a delimitar el contingut d’aquesta assignatura troncal podem fer referència a la definició que Jean-Marie Lehn, Premi Nobel en 1987, dona sobre la Química Supramolecular, com la “Química de l’ensamblatge molecular i del enllaços intermoleculars”. Es descriuran els diferents tipus d’interaccions o enllaços “no-covalents” entre molècules així com els processos d’ensamblatge i organització supramolecular que provoquen. Donada la gran diversitat existent de sistemes químics supramoleculars, en aquesta assignatura es planteja la presentació d’un gran nombre d’aquests sistemes, els netament orgànics i/o biorgànics així com els inorgànics. Es descriurà l’aplicació de la química supramolecular en el disseny i preparació de dispositius moleculars, així com les seves propietats en els camps de la electrònica, de la òptica i del reconeixement molecular.

Recomanacions / Requisits previs:
Es recomana tenir coneixements fonamentals de Química Orgànica, Química Inorgànica i Química Física

CONTINGUTS: Temari

Tema 1 Introducció. Classificació del sistemes supramoleculars. Selectivitat cinètica i termodinàmica. Tipus d’interaccions supramoleculars.
Tema 2 Hostes que interaccionen amb cations. Aza i Eters corona, criptands, ciclofans, porfirines, ftalocianines i altres receptors. Efectes macrocíclic i plantilla. Complexació de cations orgànics. Alcalurs i Electrurs
Tema 3 Hostes que interaccionen amb anions. Efectes del pH. Receptors biològics.
Tema 4 Hostes que interaccionen amb molècules neutres. Clatrats. Interaccions secundaries. Ciclodextrines i Ciclofans. Fullerens.
Tema 5 Enginyeria cristal·lina. Conceptes. Disseny i Predicció. Interaccions intermolecular: enllaços d’hidrogen i apilaments ?-??.
Tema 6 Autoensamblatge. Aspectes termodinàmics i cinètics. Autoensamblatge amb enllaços d’hidrogen. Autoensamblatge amb complexos de coordinació. Catenans, rotaxans, helicats i nusos.
Tema 7 L’ordre en l’estat líquid. Efecte hidrofòbic-hidrofílic. Micel·les. Capes. Vesícules. Pel·lícules de Langmuir-Blodgett.
Tema 8 Cristalls Líquids. Liotròpics i termotròpics. Mesofases. Tècniques de identificació. Monòmers, polímers i elastòmers. Aplicacions.
Tema 9 Dendrimers. Estructura, Propietats físiques. Aplicacions. Dendrimers cristalls líquids.
Tema 10 Biomolècules. Reconeixement molecular de biomolècules. Aminoàcids, pèptids i proteïnes. Nucleòsids, nucleòtids i àcids nuclèics. Catàlisi enzimàtica
Tema 11 Fotoquímica supramolecular. Interruptors moleculars. Efecte antena.
Tema 12 Electrònica molecular. Materials. Processos de transferència electrònica. Conductors orgànics. Materials Luminiscents. Dispositius d’emissió de llum orgànics, OLED’s.
Tema 13 Electrònica molecular. Fils moleculars. Diodes i transistors moleculars. Portes lògiques. Sistemes magnètics unimoleculars.
Tema 14 Propietats òptiques. Òptica no lineal. Disseny molecular. Materials per a òptica no lineal.
Tema 15 Motors Moleculars. Conceptes. Exemples biològics. Conversió d’energia. Exemples sintètics.

Planificació

Hores presencials aula: 38

Hores de treball no presencial: 11

Hores d’aprenentatge autònom: 88

Bibliografia

- JW Steed, JL Atwood Supramolecular Chemistry, John Wiley & Sons, 2000.
- JM Lehn Supramolecular Chemistry Concepts and Perspective, VCH, 1995.
- PD Beer, PA Gale, DK Smith Supramolecular Chemistry, Oxford Chemistry Primers, 1999.
- PJ Cragg A Practical Guide to Supramolecular Chemistry, John Wiley & Sons, 2005.
- HJ Schneider, AK Yatmirsky Principles and methods in Supramolecular Chemistry, John Wiley & Sons, 2000.
- F. Vögtle Supramolecular Chemistry, John Wiley & Sons, 1991.
- IW Hamley Introduction to Soft Matter John Wiley & Sons, 2000.
- JM Tour Molecular Electronics, World Scientific, 2003.
- Comprehensive Supramolecular Chemistry, 11 volums, Elsevier.
- Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology, ASP, 2004.