Attivazione transiente di nanorecettori con acidi auto-decarbossilanti

I sistemi sintetici le cui funzioni si basano sul consumo di reagenti chimici (carburante) stanno suscitando sempre più interesse all'interno della ricerca chimica. Ciò è dovuto principalmente al fatto che le proprietà di queste strutture supramolecolari possono essere facilmente controllate, cioè attivate e disattivate, a seconda dello scopo dell'utilizzo desiderato. Questi tipi di sistemi sono spesso definiti “dissipativi”. Infatti, il carburante viene “consumato” per mantenere temporaneamente il sistema in una condizione diversa (“fuori dall’equilibrio”) da quella in qui questi si troverebbe in assenza di esso. Progettando accuratamente tali sistemi e le condizioni di lavoro, è stato possibile costruire motori molecolari rotativi/lineari programmabili nel tempo, catalizzatori, e implementazioni nella nanotecnologia del DNA. Ispirati dagli eccezionali risultati nel campo dei sistemi chimici fuori dall’equilibrio e per esplorare le potenzialità di questo approccio nel campo dell’attivazione di recettori macromolecolari, abbiamo deciso di sviluppare nanoparticelle d'oro rivestite da un monostrato di leganti organici e alimentate da carburante in grado di attivarsi come recettori e chemosensori NMR. Le proprietà di riconoscimento molecolare di questi nanorecettori sono legate alla composizione dei ligandi del rivestimento, che forniscono siti di legame organizzati e multivalenti per catturare le specie guest sulla base di interazioni non covalenti. Come carburante in questo progetto di tesi sono stati scelti degli acidi carbossilici attivati. I carburanti a base acida possiedono la particolarità di mantenere basso il pH fintanto che sono intatti. A causa della loro instabilità chimica, si degradano in un materiale di scarto che provoca l'assorbimento di protoni e in questo modo si ripristinano i valori di pH alle condizioni iniziali prima dell'aggiunta di ACA. Nel caso degli acidi trialoacetici, i principali prodotti di scarto sono l'anidride carbonica e il corrispondente aloformio. Con questo progetto vogliamo realizzare il primo chemosensore NMR pH-funzionante basato su gruppi di testa di piridina/trietilenglicole nel monostrato misto delle AuNP per la rilevazione transiente di vari derivati anionici. In questa tesi, l'attenzione è stata focalizzata sulla ricerca delle migliori molecole e condizioni per implementare il sistema descritto sopra.