Uso de interacciones no convencionales para el reconocimiento de aniones

Abstract

Esta Tesis Doctoral aborda el estudio de nuevos receptores de aniones mediante la utilización de interacciones no convencionales. Para ello se ha usado el anillo de imidazol o imidazolio como unidad básica de reconocimiento de aniones. En el primer capítulo se han sintetizado y estudiado diferentes receptores de aniones cíclicos y acíclicos que contienen las unidades de benzoimidazolio, imidazolio o 2,4,5-trimetilimidazolio como centros de reconocimiento de aniones. De los resultados obtenidos destaca la capacidad de reconocimiento de aniones de los receptores portadores del anillo 2,4,5-trimetilimidazolio. En el segundo y tercer capítulo se ha realizado un estudio comparativo entre receptores bipodales y tripodales de aniones que poseen una estructura idéntica y utilizan el anillo de imidazolio o bromo-imidazolio como centro de reconocimiento de aniones mediante enlace de hidrógeno o de halógeno respectivamente. En todos los casos se observa mayor selectividad en los receptores halogenados con respecto a sus análogos hidrogenados. Además, los receptores tripodales son capaces de formar polímeros supramoleculares en el reconocimiento de aniones. En el último capítulo se describe un estudio comparativo en el reconocimiento de pares iónicos de dos receptores tetrapodales que utilizan el anillo de imidazol o bromo imidazol como centro de reconocimiento simultaneo de cationes y de aniones. Los resultados indican que el receptor halogenado presenta mayor selectividad en el reconocimiento de pares iónicos. Las moléculas sintetizadas, se han caracterizado mediante espectrometría de masas, punto de fusión y espectroscopia de 1H RMN y 13C RMN. Los estudios de las propiedades de los receptores como sensores de aniones se han realizado mediante espectroscopia de Fluorescencia, UV-Vis y RMN. Los polímeros supramoleculares también se han caracterizado mediante dispersión dinámica de luz y experimentos de DOSY-RMN.

This doctoral Thesis addresses the study of new anion receptors using nonconventional interactions. Imidazole and imidazolium rings were used as basic anion binding site units. In the first chapter, the synthesis and study of different cyclic and acyclic anion receptors have been carried out. Benzoimidazolium, imidazolium or 2,4,5-trimethylimidazolium rings were used as anion recognition units. From the results obtained, we highlights the ability of 2,4,5-trimethylimidazolium based receptors for anion recognition. In the second and third chapter, a comparative study of two- and three-armed anion receptors has been realized. Anion receptors show identical structure using imidazolium or bromoimidazolium rings as anion recognition binding sites through hydrogen- or halogen-bonding respectively. The halogen bonding based receptors are more selective than the hydrogen bonding based analogs. In adittion, the three-armed receptors are able to generate supramolecular polymers in the presence of anions. In the last chapter, a comparative study of two ion-pairs four-armed receptors has been described, using imidazole or bromoimidazole rings as cation and anion recognition units simultaneously. The halogen-bonding based receptor showed the best selectivity for ion-pair recognition. The molecules synthesized, have been characterized by mass spectrometry, melting point and 1H NMR and 13C NMR spectroscopy. The study of the properties of the receptors as anion recognition sensors has been realized by Fluorescence, UV-Vis and NMR spectroscopy. The supramolecular polymers have also been characterized by Dynamic Light Scattering and DOSY-NMR.