En un estudi publicat recentment a la revista Nature Chemistry i que han dut a terme investigadors de la Universitat de Barcelona i de la Universitat Hebrea de Jerusalem, es demostra que, en certes condicions, les interaccions de dihidrogen entre grups carboni-hidrogen (CH), molt habituals en la química de compostos orgànics, poden ser molt més fortes del que es pensava.
En el treball s'han estudiat els alcans polièdrics (o poliedrans), formats per àtoms de carboni que envolten àtoms d'hidrogen, per la capacitat que tenen de crear estructures cristal·lines estables amb temperatures de fusió de fins a 400 ºC. Segons Santiago Álvarez, catedràtic del Departament de Química Inorgànica i investigador de l'Institut de Química Teòrica i Computacional de la UB, «en l'estudi s'ha trobat que els poliedrans compleixen diversos requisits químics perquè les interaccions de dihidrogen en principi considerades febles siguin més fortes del que els experts imaginaven. En particular, s'ha vist que el fet que l'àtom de carboni que sosté un hidrogen estigui connectat a un esquelet gran de més carbonis afavoreix molt aquesta interacció».
Els investigadors han dut a terme un estudi computacional sistemàtic dels enllaços de dihidrogen homopolars (CH···HC), que és com s'anomenen les forces que uneixen els poliedrans. D'una banda, s'ha trobat que, com més plana és la superfície del poliedrà, més fortes són les interaccions intermoleculars. D'altra banda, el fet que aquests poliedres siguin de tipus esfèric permet que puguin establir interaccions amb molècules veïnes en moltes direccions. «La conjunció d'aquests factors explica la gran cohesió dels cristalls dels poliedrans, que tan sols a temperatures elevades perden l'ordre tridimensional per formar un líquid», conclou el catedràtic de la UB.
«Cal tenir en compte que aquest tipus d'interaccions són omnipresents en la química molecular de compostos orgànics, organometàl·lics o de coordinació i creiem que faran replantejar els estudis referents, per exemple, a les estabilitats relatives de diferents estructures cristal·lines d'un mateix compost», apunta Santiago Álvarez. Aquest punt és important en el camp del disseny de compostos sintètics, especialment per a la indústria farmacèutica, perquè cada forma d'un mateix compost, anomenat polimorf, presenta diferents propietats farmacològiques, i pel fet que una patent tan sols cobreix un d'aquests polimorfs i això implica que el descobriment d'una nova forma és patentable.
Referència de l'article: Echeverría, Jorge; Aullón, Gabriel; Danovich, David; Shaik, Sason; Álvarez, Santiago. «Dihydrogen contacts in alkanes are subtle but not faint». Nature Chemistry, març de 2011, DOI: 10.1038/NCHEM.1004.
