Desarrollo de un campo de fuerzas para sistemas que se autoensamblan con puentes de hidrógeno Público Deposited
Se sabe empíricamente que el agua y el aceite no se mezclan, puesto que se muestra una separación de dos fases líquidas de distinta densidad. La miscibilidad de una sustancia en otra, depende de la afinidad química que exista entre ambas sustancias. La miscibilidad no debe confundirse con la solubilidad: que es la máxima cantidad de soluto que se disuelve en una cantidad dada de solvente [1]. Nos han enseñado que si dos sustancias cumplen ciertos criterios empíricos estas son miscibles: la misma polaridad, viscosidad, densidad, etc. Entender los factores moleculares que expliquen este tipo de fenómeno, es de gran relevancia para entender y resolver problemas que se presenten en cualquier ramo de la ciencia y tecnología. En esta tesis se estudiaron los factores moleculares (dispersión, electrostática y puentes de hidrogeno) que influyen en la miscibilidad entre líquidos y sus efectos en solución. El estudio se llevó acabo por medio de dinámica molecular. Los campos de fuerza se pueden separar en contribuciones de van der Waals y de Coulomb por medio de potenciales. En este trabajo se propuso una metodología que usa cálculos de estructura electrónica y dinámica molecular, para relacionar parámetros del potencial de interacción con propiedades termodinámicas macroscópicas. Las contribuciones electrostáticas las podemos relacionar con una propiedad que se mide experimentalmente, como es la constante dieléctrica del líquido, para las contribuciones de van der Waals, las podemos relacionar a propiedades como la densidad del líquido y la tensión superficial aplicando el método de Salas et al. [2]. La metodología propuesta fue aplicada a 10 líquidos polares, se estudiaron solventes que tienen valores de constante dieléctrica de 13 como la piridina, hasta líquidos que tienen valores de 180 como es la n-metilformamida. El grupo funcional al que se le puso una especial atención, fue al de las amidas. Algunas amidas poseen valores experimentales altos de constante dieléctrica como: la acetamida, la formamida, y la n-metilformamida, además, que el grupo amida se encuentra en las proteínas mediante el enlace peptídico. Los resultados que se muestran en esta tesis, comprueban que es posible ajustar potenciales a propiedades objetivo en componente puro, además de predecir propiedades como el calor de vaporización que originalmente los campos de fuerza como: OPLS/AA, GAFF, CGenFF usan como propiedad objetivo en su proceso de parametrización. Ajustar los potenciales a la constante dieléctrica experimental, nos permitió entender que la estructura del líquido influye en esta propiedad, puesto que los puentes de hidrógeno favorecen las intracciones (C=O · · · H-N). También nos permitió comprender que una buena descripción de la parte electrostática permite la miscibilidad en los sistemas de amida/agua y amida/amida.
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