Exploiting the potential of new coordination frameworks for technological applications–from temperature sensing to magnetic storage

Resumen

Esta tesis es sobre el diseño, síntesis y caracterización de nuevos Polimeros de Coordinación (CPs), porosos o no, que muestran propiedades magnéticas y/o ópticas, para explotar su potencial en diversas aplicaciones tecnológicas. El diseño de estos materiales requiere una atención particular en la selección de los componentes básicos moleculares, los ligandos orgánicos y los nodos metálicos. Para construir CP con diferentes propiedades físicas, se han elegido derivados de carboxilato y anilato. En particular, el ácido 1,3,5-bencentricarboxílico (H3BTC, ácido trimésico), un ligando bioacompatible que permite construir polimeros organometálicos 3D robustos, y el 3,6-ditriazolil-2,5 -dihidroxibenzoquinona, que se eligió por su capacidad potencial para construir arquitecturas supramoleculares 3D debido a los brazos colgantes de triazol en las posiciones 3, 6 del resto de benzoquinona. Combinando adecuatamente estos dos ligandos prometedores con metales de transición del bloque d y f seleccionados, se obtuvieron nuevos sistemas para una amplia gama de aplicaciones. Todos los materiales has sido caracterizados estructuralmente y magnéticamente, además de la caracterización espectroscópica. En el Capítulo 1, reporta la síntesis de dos N-heterociclos derivados de anilato, 3,6-N-ditriazolil-2,5-dihidroxi-1,4-benzoquinona y 3,6-N-(ácido dipirazolil-4-carboxílico)-2,5-dihidroxi-1,4-benzoquinona. El Capítulo 2 es sobre la síntesis de nuevos CP porosos y tridimensionales basados en anilatos magnéticos y con actividad redox, obtenidos mediante la combinación de la 3,6-N-ditriazolil-2,5-dihidroxi-1,4-benzoquinona, en adelante 3,6-N-ditriazolyl-Anilato, ligado con iones de metales de transición del bloque d. En el Capítulo 3, se estudió CoII-3,6-N-ditriazolil-Anilato, CP poroso y tridimensional, como sistema potencial para la captación y separación de CO2. Los estudios de adsorción estática y dinámica revelaron que este CP presenta una notable capacidad de adsorción y separación de CO2 en mezclas de gases. El Capítulo 4 es sobre la síntesis de dos CP tridimensional, de lo cual uno poroso y flexible, basados en ErIII con el ligando 3,6-N-ditriazolil-Anilato, que muestran propiedades luminiscentes y de imánes unimoleculares. En el Capítulo 5, se explotó el potencial de la 3,6-N-ditriazolil-2,5-dihidroxi-1,4-benzoquinona como conector orgánico para los iones LnIII combinándola con los iones DyIII, TbIII y HoIII, que generalmente se emplean como unidades de construcción para imánes unimoleculares. Finalmente, el Capítulo 6 informa sobre la preparación a través de una síntesis sin solventes de CPs mixtos YbIII/NdIII, en diferentes proporciones estequiométricas, utilizando ácido 1,3,5-bencentricarboxílico (H3BTC) como ligando orgánico biocompatible, para aplicaciones biomédicas como termómetros radiométricos.