Análisis configuracional de cristales moleculares empleando cuaterniones duales Público Deposited
The changes in the spatial arrangement (configuration) of molecules in the crystal lattices of polymorphs lead to materials or drugs with different physical and chemical properties from each other. Therefore, the development of theoretical-computational methodologies that allow predicting the different crystal structures that a chemical compound can adopt is of great importance. For this, a large set of crystal structures of the compound of interest is usually proposed. Since it is not computationally feasible to energetically optimize all the proposed structures, it is necessary to have tools that allow delimiting the relevant crystal structures, which can be done in terms of the configurations of the molecules in the crystal lattices. In this thesis, the objective was established to determine clusters of crystalline structures with similar molecular configurations using dissimilarity measures between the orientations of molecules in relation to a reference molecule in crystalline lattices as distinguishing criteria. For this purpose, crystalline structures were randomly generated for formamide, maleic hydrazide and oxalic acid. The crystalline structures were described and compared pairwise using sets of dual quaternions, mathematical tools that allowed the information on how molecules are distributed and oriented in crystalline lattices to be condensed. Based on the above and using clustering methods, clusters of crystalline structures with similar molecular configurations were generated. The description of the crystalline structures generated with dual quaternions was comparable to that generated with other metrics reported in the literature. However, it was not robust enough to generate a subdivision into clusters of the crystalline structures of the analyzed compounds that could be useful for predicting the crystalline structure of these compounds.
Los cambios en el acomodo espacial (configuración) de las moléculas en las redes cristalinas de polimorfos llevan a materiales o fármacos con propiedades físicas y químicas distintas entre sí. Por lo tanto, resulta de gran importancia el desarrollo de metodologías teórico-computacionales que permitan predecir las diferentes estructuras cristalinas que un compuesto puede adoptar. Para esto, suele proponerse un gran conjunto de estructuras cristalinas del compuesto de interés. Dado que no es computacionalmente factible optimizar energéticamente todas las estructuras que se propongan, es necesario contar con herramientas que permitan delimitar las estructuras cristalinas relevantes, lo cual puede hacerse en términos de las configuraciones de las moléculas en las redes cristalinas. En esta tesis se estableció el objetivo de determinar clústeres de estructuras cristalinas con configuraciones moleculares similares utilizando como criterios de distinción medidas de disimilitud entre las orientaciones de mol´eculas en relación a una molécula de referencia en redes cristalinas. Para esto se generaron estructuras cristalinas aleatoriamente para formamida, hidrazida maleica y ácido oxálico. Las estructuras cristalinas fueron descritas y comparadas por pares empleando conjuntos de cuaterniones duales, herramientas matemáticas que permitieron condensar la información de cómo se distribuyen y orientan las mol´eculas en las redes cristalinas. Con base en lo anterior y empleando métodos de agrupamiento se generaron clústeres de estructuras cristalinas con configuraciones moleculares similares. La descripción de las estructuras cristalinas generada con los cuaterniones duales fue comparable a la generada con otras métricas reportadas en la literatura. Sin embargo, esta no fue lo suficientemente robusta para generar una subdivisión en clústeres de las estructuras cristalinas de los compuestos analizados que pudiese ser útil para la predicción de la estructura cristalina de estos compuestos.
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2026-01-23 | Público |
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