Intermolecular perturbation in the self-assembly of melamine

A theoretical study has been conducted on a set of supramolecular complexes based on 1,3,5-triazine-2,4,6-triamine, or melamine (M), with cyanuric acid (CA), trithiocyanuric acid (TCA), and two mono-substituted derivatives of CA with chlorine (CACl) and bromine (CABr). The study was carried out on 12 complexes, M/(CA)n, M/(TCA)n, M/(CACl)n, M/(CABr)n, with n = 1, 2 and 3, by the density functional theory employing the ω-B97XD functional with the 6-311++G(d,p) basis set. Information about the intermolecular perturbation over M and the interactions that drive the self-assembly of these species has been obtained from the quantum theory of atoms in molecules and a natural bond orbital analysis. The harmonic oscillator model of aromaticity, the para-delocalization index, the fluctuation aromatic index, and two electron charge density descriptors were used to evaluate the aromaticity of M in each complex. Results show that the hydrogen and halogen (XBs) bond interactions, which direct the self-assembly process in these complexes, are anti-cooperative. Binding energies decrease in the following order: M/(CA)n > M/(TCA)n > M/(CABr)n > M/(CACl)n (for all values of n). Brominated CA arises as a potential compound to self-assembly with M via XBs.Fil: Petelski, Andre Nicolai. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Resistencia. Departamento de Ingeniería Química. Laboratorio de Química Teórica y Experimental; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Duarte, Darío Jorge Roberto. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; ArgentinaFil: Pamies, Silvana Carina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Resistencia. Departamento de Ingeniería Química. Laboratorio de Química Teórica y Experimental; ArgentinaFil: Peruchena, Nelida Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas Naturales y Agrimensura. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; Argentina. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Departamento de Química. Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades; ArgentinaFil: Sosa, Gladis Laura. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Resistencia. Departamento de Ingeniería Química. Laboratorio de Química Teórica y Experimental; Argentin