Polímeros de coordinación conmutables de hierro(II) para aplicaciones multifuncionales: Switchable iron(II) coordination polymers for multifunctional applications

• Autores: Esther Resines Urien
• Directores de la Tesis: José Sánchez Costa (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2022
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: José Luis Priego Bermejo (presid.), Mª Carmen Torralba Martínez (secret.), Enrique Burzuri Linares (voc.), José Antonio Real (voc.), Jose Alberto Rodriguez Velamazan (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Química Avanzada por la Universidad Complutense de Madrid
• Materias:
  • Química
    • Química inorgánica
      • Compuestos de coordinación
      • Elementos de transición
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
• Resumen
  • español

    En los últimos años, el interés por los polímeros de coordinación (CPs por sus siglas en inglés) ha crecido rápidamente debido a la creciente demanda de nuevos materiales que muestren propiedades mejoradas, sean más rentables o puedan combinar múltiples propiedades deseadas. Esta tendencia se ha visto impulsada por la ingeniería cristalina, que implica el autoensamblaje de iones metálicos y ligandos orgánicos con una direccionalidad y funcionalidad específicas. Esto permite el diseño y la síntesis de nuevas moléculas con propiedades específicas. En consecuencia, se ha descrito una gran variedad de CPs con aplicaciones potenciales en absorción de gases, catálisis, detección de moléculas, luminiscencia, administración de fármacos, intercambio de aniones y magnetismo. Entre ellos, los polímeros de coordinación con propiedades eléctricas y la familia de materiales de transición de espín (SCO por sus siglas en inglés) han atraído gran atención.

    El ámbito de los CPs conductores está creciendo sustancialmente, ya que los dispositivos electrónicos son fundamentales para el desarrollo de la tecnología actual. Los CPs y MOFs proporcionan una oportunidad única para personalizar las propiedades eléctricas mediante el diseño químico a través de la elección racional de ligandos y metales o mediante la modificación post-sintética. Su versatilidad y diversidad estructural ofrecen considerables posibilidades para una amplia gama de aplicaciones.

    El fenómeno SCO tiene lugar cuando el ion metálico de los compuestos de coordinación sufre una transición de espín reversible y reproducible entre los estados electrónicos de bajo espín (LS) y de alto espín (HS) al aplicar estímulos externos, como la temperatura, la presión, la luz, el campo magnético y la absorción/desorción de moléculas huésped.

    Por lo tanto, esta tesis se centra en polímeros de coordinación conmutables y multifuncionales de hierro(II) no porosos. Los materiales utilizados pueden clasificarse en dos áreas: materiales de transición de espín y polímeros de coordinación conductores. Se han explorado las aplicaciones potenciales de estos materiales, ya sea como senso res de moléculas orgánicas volátiles tóxicas o como termorreguladores pasivos.

    Para ello, se ha llevado a cabo el diseño, síntesis y caracterización de polímeros de coordinación de hierro(II). Además, se ha realizado un amplio estudio de las respuestas físico-químicas de estos materiales para aplicaciones multifuncionales.

    En base a los resultados obtenidos, se puede concluir que en esta Tesis se han sintetizado polímeros de coordinación no porosos de diferente naturaleza, es decir, compuestos de coordinación conductores y con transición de espín. Estos presentan varias propiedades físico-químicas interesantes que pueden dar lugar a aplicaciones multifuncionales en diversos campos como la detección molecular y como controladores pasivos de las fluctuaciones de temperatura.

  • English

    In recent years, interest in coordination polymers (CPs) has grown rapidly with the demand for new materials that exhibit improved properties, are more cost-effective or can combine several desired properties. This particular development has been driven by crystal engineering, which entails the self-assembly of organic ligands and metal ions with specific functionality and directionality. This enables the design and synthesis of new molecules with targeted properties. Accordingly, a wide variety of CPs with potential applications in catalysis,1 gas sorption,2 luminescence,3 drug delivery,4 sensing,5 magnetism6 and anion exchange7 have been reported. Among them, the family of spin crossover materials (SCO) and coordination polymers exhibiting electrical properties hasgarnered considerable attention.The SCO effect occurs when the metal ion in coordination compounds undergoes a reversible and reproducible spin transition between the low spin (LS) and high spin (HS) electronic states, under the influence of external stimuli, such as temperature, pressure, light, magnetic field and the absorption/desorption of guest molecules...