• UABDivulga
26/09/2023

Complejos de zinc y cadmio con propiedades ópticas

Polimers

La ingeniería de cristales desempeña un papel esencial para entender cómo se ensamblan ligandos orgánicos e iones metálicos a la hora de sintetizar materiales con propiedades especiales. Investigadores del Departamento de Química han sintetizado cuatro compuestos de zinc y cadmio con el ácido 2-furoico, incluyendo un polímero de coordinación, y han estudiado sus propiedades ópticas. El estudio amplía la comprensión de los polímeros de coordinación y el papel de los disolventes en su formación.

Para entender los factores que gobiernan el autoensamblaje de los ligandos orgánicos con iones metálicos es esencial la ingeniería de cristales y sus diseños moleculares para de esta forma conseguir las propiedades deseadas. Pequeñas modificaciones en las condiciones sintéticas llevan a la obtención desde monómeros hasta polímeros de coordinación.

Los complejos de coordinación que contienen iones d10 han emergido como un área importante en el campo de la investigación, principalmente en el desarrollo de materiales con propiedades ópticas (luminiscentes, sensores de detección, conductores eléctricos).

Los compuestos de Zn(II) y Cd(II) presentan una gran variedad de números de coordinación y una gran diversidad estructural. Para los de Zn(II) los números de coordinación van entre 4 y 6, y para los de Cd(II) pueden llegar hasta 7. Cuando estos compuestos contienen aniones carboxilato, la estructura preferencial es la dimérica. Si además a estos compuestos reaccionan con piridinas, el cambio principal que se observa es un aumento de la dimensionalidad.

Basándonos en la potencial coordinación del ácido 2-furoico (2-FA), nosotros nos planteamos la preparación de compuestos con este ácido, con la finalidad de estudiar el enlace M-O (O=oxígenos del 2-FA), así como estudiar la competitividad entre ellos.

En este trabajo, hemos ensayado la reacción entre M(OAc)2·2H2O (M =Zn(II), Cd(II); OAc=acetato), 2-FA, 4-acetilpiridina (4-Acpy) o isonicotinamida (Isn) en metanol como disolvente. Obteniendo 4 compuestos (3 dímeros y 1 monómero). Los números de coordinación de estos 4 compuestos van entre cinco y siete. La recristalización del monómero [Cd(2-FA)2(4-Acpy)2(OH2)] en acetonitrilo lleva a la formación de un intrincado polímero de coordinación (CP). En este polímero el O-furano coordina al Cd(II). Este proceso es una transformación estructural de disolución-recristalización (DRST).

Con los compuestos sintetizados se han analizado las propiedades fotofísicas en solución y se han calculado los rendimientos quánticos.

Después de llevar a cabo este estudio se ha demostrado la competitividad entre el agua, el anión carboxilato y el oxígeno del anillo furano en la formación del CP por un proceso DRST. Esto se ha analizado mediante rayos-X y experimentos de fluorescencia.

Este artículo contribuye a aumentar el número de polímeros de coordinación descritos en la literatura, en los que el proceso DRST es crucial para su obtención, así como a conocer mejor el papel que llevan a cabo los disolventes en estos procesos.

Daniel Ejarque, Josefina Pons

Departamento de Química
Universitat Autònoma de Barcelona

Referencias

Daniel Ejarque, Francisco Sánchez-Férez, Núria Félez-Guerrero, Teresa Calvet, Mercè Font-Bardiac i Josefina Pons. Pyridine-driven assembly of Zn(II) and Cd(II) complexes with 2-furoic acid. The role of water in a structural transformation. CrystEngComm. 2023, 25, 2739-2754. DOI: /10.1039/D3CE00104K

 
View low-bandwidth version