Síntesis y caracterización de un nuevo sensor molecular para el reconocimiento de metales trivalentes

Abstract

La presente tesis final de máster se basa en el desarrollo de un nuevo sensor molecular capaz de reconocer la presencia de cationes trivalentes (Fe3+, Al3+, Cr3+, Ga3+, In3+ y As3+) en disolución. Se han estudiado las distintas aproximaciones para el diseño de sensores moleculares basados en la variación de propiedades ópticas y se citan algunos ejemplos en la introducción. Los cationes trivalentes detectados juegan papeles importantes tanto a nivel biológico como a nivel ambiental. El sensor molecular diseñado consta de un núcleo de calcona funcionalizado con el grupo N,N-dimetilanilina y con el grupo tiourea. La síntesis de la molécula tuvo lugar en un proceso de dos reacciones de forma cuantitativa. Posteriormente, se caracterizó por técnicas de espectroscopía de resonancia magnética nuclear, espectroscopía infrarroja, espectroscopía ultravioleta-visible y de emisión y cálculos mecanocuánticos. Se encontró que la sonda molecular absorbe en la zona visible del espectro lo que le confiere un color amarillo en disolución. Además, presenta un elevado rendimiento cuántico. Los estudios de selectividad mostraron que la sonda es capaz de reconocer cationes trivalentes sobre monovalentes, divalentes y distintos aniones. En presencia de cationes trivalentes, el sensor molecular mostró un destacable cambio de color de amarillo a incoloro claramente visible a simple vista. Además, la fluorescencia inicial amarilla fue gradualmente anulada y sustituida por una débil banda azul. Se demostró el mecanismo de reconocimiento por estudios de “Job’s plot” y valoraciones de resonancia magnética nuclear. Así, se concluyó que el mecanismo se basa en la formación de un complejo entre el catión y dos moléculas sensor que coordina por la parte de la N,N-dimetilanilina.