Nuevos materiales basados en cepillos poliméricos o sistemas organometálicos para su aplicación en catálisis y magnetismo
- Autores: Ana Belén Ruiz Muelle
- Directores de la Tesis: Ignacio Fernandez de las Nieves (dir. tes.), Pascual Oña Burgos (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Almería ( España ) en 2019
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Yolanda Pérez Cortés (presid.), M. Romero-Cano (secret.), Silvia Moreno Pinilla (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Química Avanzada por la Universidad de Almería
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: TESEO
- Resumen
La siguiente Tesis Doctoral presentada bajo la modalidad de compendio de publicaciones engloba un total de cuatro artículos en revistas científicas internacionales de alto impacto, distribuidos en dos capítulos. El primero de estos capítulos engloba una publicación, mientras que el segundo se encuentra soportado por tres publicaciones, que a su vez se dividen en dos secciones. La primera sección consta de una revisión bibliográfica para contextualizar la investigación llevada a cabo y la segunda sección describe de manera resumida las publicaciones que engloban cada capítulo, incluyendo las publicaciones propias. Para finalizar se incluyen las conclusiones del trabajo realizado.
El primer capítulo de la presente Tesis Doctoral surgió a raíz de mi Trabajo Fin de Máster centrado en la síntesis de precursores halogenados para ser usados en la reacción de Barbier de formación de nuevos enlaces C-C catalizadas con Cp2TiCl. En primer lugar este capítulo se centra en describir el cloruro de Titanoceno (III), en segundo lugar en reacciones de tipo Barbier centrándose en propargilaciones y alenilaciones catalizadas por el cloruro de titanoceno (III) y por último se discuten los estudios estructurales sobre complejos de alquiltitanocenos o derivados de otros metales pero similares estructuralmente. Después de realizar una exhaustiva búsqueda bibliográfica, se comprueba que no existían evidencias espectroscópicas de los complejos de Titanio partícipes en el mecanismo metalótropico de este tipo de reacciones. A consecuencia de esto, se llevó a cabo la caracterización de los intermedios formados al reaccionar el complejo de Ti (III) con haluros de propargilo terminales e internos, con distintos electrófilos y agentes protonantes de distinto impedimento estérico. La caracterización completa de estos intermedios ha sido llevada a cabo mediante Resonancia Magnética Nuclear (RMN) de 1H y 13C mono y bidimensional, metodologías basada en PGSE (del inglés Pulse field Gradient Spin Echo) y DOSY (del inglés Diffusion Ordered SpectroscopY) y todo ellos soportado por cálculos DFT (Teoría del funcional de la densidad).
El segundo capítulo de la presente Tesis Doctoral engloba tres publicaciones que se basan en la fabricación de nuevos materiales funcionales basados en cepillos poliméricos con aplicaciones en catálisis y magnetismo. La primera parte consiste en explicar la metodología a seguir para funcionalizar y caracterizar correctamente el nuevo material funcional fabricado. De entre todas los materiales funcionales nos centraremos en los “silicon wafer” explicando el motivo y la metodología a seguir para funcionalizar este tipo de superficies. De la correspondiente búsqueda bibliográfica acerca de materiales funcionales aplicados en catálisis y magnetismo se destacan los materiales más cercanos a los de nuestro estudio. Por último, se reflejan ejemplos de aplicaciones de superficies en las que la antraquinona es empleada como molécula objetivo para funcionalizar superficies de distinta naturaleza.
El primer artículo es el primer ejemplo de organocatálisis, concretamente la alquilación selectiva de índoles, empleando como catalizador una superficie nanométrica de silicio funcionalizada con cepillos poliméricos en los que se ha anclado covalentemente una antraquinona amino terminal, específicamente la 1-(2- aminoetilamino)-antraquinona. Los cepillos poliméricos empleados han sido derivados de los polímeros PAANH2 y PBA-COOH, y el ácido 10-undecenoico. El segundo artículo describe el primer ejemplo de superficie nanométrica de silicio funcionalizada con un complejo de disprosio cuya estructura es [DyNa(ampy)4]n, basado en ácido 5-aminopiridina-2-carboxilico, donde el material obtenido es activo magnéticamente. El polímero empleado en estas superficies es PAA-NH2. El ligando y complejo empleados para funcionalizar las superficies anteriores han sido caracterizados empleando la Resonancia Magnética Nuclear (RMN) de 1H y 13C, medidas de difusión molecular mediante metodologías basadas en PGSE y DOSY, espectroscopía infrarroja (IR), espectrometría de masas (MS) y difracción de rayos X. Las nuevas superficies han sido caracterizadas por técnicas específicas de caracterización de materiales, tales como metodologías basadas en espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS), elipsometría, microscopía de fuerza atómica (AFM) y microscopía de fluorescencia confocal. Además, en el caso de la superficie del segundo artículo fue necesario emplear microscopía de fuerza magnética (MFM) para comprobar sus propiedades magnéticas. A raíz de esta última publicación se decidió sintetizar una familia de complejos de lantánidos e itrio con esqueleto antraquinónico, cuya fórmula es {[Ln(aapc)3(DMF)]}n [donde Ln son lantánidos (III) e itrio y aapc es 3-((antraquinona-1- il)amino)propanoato]; con propiedades luminiscentes y magnéticas. Para comprobar estas propiedades los complejos han sido caracterizados empleando la Resonancia Magnética Nuclear (RMN) de 1H y 13C, medidas de difusión molecular mediante metodologías basadas en PGSE y DOSY, difracción de rayos X, medidas de susceptibilidad magnética y medidas de fotoluminiscencia. El objeto de este estudio es funcionalizar con estos complejos las superficies nanométricas de silicio estudiadas en esta Tesis Doctoral. Los resultados de la síntesis y caracterización de esta nueva familia han dado como fruto la tercera publicación que engloba este segundo capítulo.
