Photoactive materials based on cyclodextrin-functionalized gold nanoparticles

Resumen

Esta tesis tuvo como objetivo la preparación de nuevos materiales fotoactivos basados ​​en nanopartículas de oro (Au NPs) funcionalizadas con hospedadores supramoleculares. Para tal fin, se prepararon derivados tiolados de ciclodextrinas (CDs) para la posterior funcionalización de Au NPs y se probó la aplicación de los nanomateriales resultantes en los campos de fotocatálisis y asociación supramolecular. Se obtuvieron cuatro derivados de ciclodextrinas tiolada con rendimientos más bien bajos, con la excepción del derivado octatiolado de gamma-CD, para los que se observó una reactividad más alta y también se pudo omitir una etapa de la estrategia sintética. La funcionalización de Au NPs con ciclodextrinas tioladas se llevó a cabo mediante diferentes métodos: (i) el método directo aplicado en esta tesis produjo pequeñas partículas cubiertas de CDs con diámetros inferiores a 10 nm y altas polidispersidades, y no proporcionó Au NPs más grandes; (ii) la implementación de un procedimiento de dos etapas permitió la obtención de partículas funcionalizadas con CDs más grandes mediante intercambio de ligandos a partir de Au NP estabilizadas con citrato, que se prepararon mediante Turkevich-Frens o métodos de crecimiento de semilla. Fotocatálisis con Au NP recubiertas de CD: en esta parte de la tesis se desarrolló un nuevo enfoque para mejorar la fotocatálisis basada en plasmón con Au NP. Este método se exploró para procesos unimoleculares y bimoleculares, para los cuales se tuvieron que usar distintos tamaños de CD. Por un lado, la isomerización Z-E de derivados de estilbeno se eligió como un modelo de reacción unimolecular para probar la actividad fotocatalítica de AuNP-TF@b-CD; por otro lado, se intentó la dimerización del ácido 2-antracenocarboxílico con AuNP-TF@gCD como un proceso bimolecular de referencia. Heteroasociación de Au NPs controlable por la luz: Au NPs de diferentes tamaños se sintetizaron y recubrieron con alfa-CD hexatiolada y ligandos de azobenceno fotoisomerizables para explorar la preparación de heterocomplejos de partículas controlables por la luz. Para esto, debía aprovecharse la capacidad de una CD para discriminar supramolecularmente entre los isómeros E y Z del azobenceno.