• Investigadores del CiQUS emplean una novedosa técnica que permite determinar la estructura de polímeros helicoidales desenrollando las hélices a partir de reacciones fotoquímicas.
  • Los resultados obtenidos abren la puerta al estudio de las estructuras de materiales complejos de manera indirecta, mediante su desestructuración.
  • El trabajo ha sido calificado como VIP –Very Important Paper- y destacado en la portada de la prestigiosa revista Angewandte Chemie.

La estructura en hélice de ciertas macromoléculas como el ADN, las proteínas o los polisacáridos resulta clave para desempeñar determinadas funciones biológicas. Esta interesante relación entre estructura y función ha llevado a la comunidad científica a estudiar otros materiales helicoidales que permitan mejorar o aportar nuevas funciones a estas macromoléculas. Entre estos análogos sintéticos se encuentran los polímeros helicoidales, pero su limitación principal es la falta de conocimiento sobre el tipo de estructura que adoptan, entre varias posibles. A la hora de abordar su estructura resulta difícil determinar con exactitud qué átomos son los que intervienen, al verse repetidos un gran número de veces a lo largo de la estructura helicoidal. Por este motivo resulta imprescindible el empleo de nuevas técnicas para obtener información más precisa que permita determinar dicha estructura.

El grupo del Centro Singular de Investigación en Química Biológica y Materiales Moleculares (CiQUS) liderado por los investigadores Emilio Quiñoá y Félix Freire ha desarrollado una técnica para caracterizar la estructura de estos polímeros empleando una aproximación totalmente novedosa: desenrollar las hélices mediante la acción de la luz. Su trabajo ha sido calificado como muy importante y destacado en la portada de la prestigiosa revista Angewandte Chemie(link is external). "Dependiendo de cómo se encuentre enrollada una hélice, va a ser más o menos fácil desenrollarla y, por tanto, podremos establecer una relación entre el tipo de estructura de la hélice y el tiempo necesario para desenrollarla" explica el Prof. Félix Freire.

En esta ocasión los autores se propusieron estudiar la estructura del polifenilacetileno, un tipo de polímero helicoidal, a partir de reacciones fotoquímicas. La acción de la luz hace que, en un primer momento, los polímeros se desenrollen para terminar descomponiéndose posteriormente: "A nosotros nos interesa la primera parte, es decir, proceder a desestructurar el polímero con luz y tratar de establecer una relación entre el tipo de hélice que adopta y el tiempo que tarda en perder su estructura bajo la acción de la luz". Para conseguirlo, los investigadores irradiaron con luz una solución polifenilacetileno y monitorizaron el tiempo que tarda en descomponerse, demostrando la utilidad de este enfoque para determinar el tipo de estructura helicoidal adopta el polifenilacetileno. De este modo es posible incluso identificar el sentido de giro de las hélices internas y externas de estos polímeros, aportando información mucho más precisa que cualquier otra técnica disponible hasta el momento. Los resultados obtenidos son prometedores en cuanto que abren la puerta al estudio de las estructuras de materiales complejos de manera indirecta, en este caso mediante su desestructuración.

Francisco Rey-Tarrío, autor principal del estudio.

Referencia

Francisco Rey-Tarrío, Rafael Rodríguez, Emilio Quiñoá, Ricardo Riguera, Félix Freire. Photochemical Electrocyclization of Poly(phenylacetylene)s: Unwinding Helices to Elucidate their 3D Structure in Solution(link is external). Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60,8095–8103.

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