A DFT study on Dichloro{(E)-4-dimethylamino-Nꞌ-[(pyridin-2 yl)methylidene-κN]benzohydrazide-κO}M2+ (M=Zn, Cu, Ni and Co) complexes: Effect of the metal over association energy and complex geometry

Un estudio DFT en complejos Dicloro{(E)-4-dimetilamino-Nꞌ- [(piridin-2 il) metilideno-κN] benzohydrazide-κO} M2 + (M = Zn, Cu, Ni, Fe, Mn, Ca y Co): efecto del metal sobre la energía de asociación y de geometría del complejo

La geometría molecular de la (E)-4-dimetilamino-Nꞌ-[(piridin-2-il)metilideno- N]benzohidrazida (C₁₅H₁₆N₄O) acomplejada con iones M²⁺ (M=Zn, Cu, Ni, Fe, Mn, Ca y Co) se calculó usando la teoría funcional de densidad (B3LYP) empleando un conjunto de bases 6-31G(d, p). Las frecuencias vibracionales fueron calculadas con el propósito de comprobar la ausencia de frecuencias vibracionales imaginarias, hecho que confirma el mínimo global en la optimización de la geometría. Los parámetros de la geometría molecular (longitudes de enlace y ángulos) para los complejos de Cu²⁺ y Zn²⁺ fueron comparados con datos cristalográficos previamente reportados, mostrando una buena correlación. Las energías de asociación para todos los complejos fueron determinadas a un nivel de teoría B3LYP/6-31G++(d, p) mostrando que el complejo menos favorable es Cu-L, correspondiente al catión más pequeño del estudio. Por otro lado Ca-L, uno de los menos estables, corresponde al catión más grande analizado. Se llevó a cabo un análisis de orbitales moleculares en el cual los complejos exhibieron diferentes valores de diferencia de energía HOMO-LUMO en función del metal empleado.

Introducción

Las hidrazonas son compuestos con propiedades interesantes en diversos campos de investigación como la farmacología (1-3) los antibióticos (4), los fines analíticos (5) entre otros (6-7). En este caso particular, el interés se centra especialmente en la dinámica de las hidrazonas múltiples que son características importantes para la dinámica configuracional (enlace imina) y la capacidad de coordinación (tipo terpiridina). Estas características confieren aplicabilidad en el desarrollo de máquinas moleculares y sistemas de almacenamiento de información (8-9). Los derivados de piridina-2-carboxaldehído, aroilo o acil hidrazona presentan una isomerización E/Z reversible, térmica o fotoinducida, en la que el isómero Z se encuentra en un estado termodinámico metaestable estabilizado por un enlace de hidrógeno intramolecular (10-12). Además, la estructura tipo terpiridina de la mayoría de las hidrazonas les permite coordinar centros metálicos (9, 13). La isomerización inducida y la coordinación de metales constituyen cambios configuracionales a corto plazo. También existen modificaciones reversibles de la identidad química que representan una dinámica constitucional, especialmente útil para aplicaciones de almacenamiento de información a largo plazo (14).