RESUM

En aquest treball es descriu la síntesi d’una sèrie de sensors moleculars fotoactius, funcionalizats amb receptors apropiats per al reconeiximent de determinades espècies iòniques en disolució i l’estudi de la interacció d’aquestos amb les espècies d’interés (determinació de constants d’estabilitat dels complexos, estudis amb interferents, etc.).
El principal nucli cromofòric estudiat ha sigut la 7-amino-3H-fenoxazin-3-ona, quina estructura consisteix bàsicament en un grup amino que actua com electró donador i un grup carbonil conectats a través del sistema electrònic p del cromòfor. El carbonil actúa com grup acceptor en dos processos, en la transferència interna de càrrega fotoinduïda que té lloc després de l’excitació electrònica i en la formació d’un enllaç d’hidrogen intermolecular en dissolvents prótics. Aquest cromòfor es caracteritza per poseir propietats óptiques óptimes com elevats coeficients d’absorció molar i elevats rendiments quàntics de fluorescència amb longituds d’ona d’absorció i emissió centrades per damunt dels 500 nm. S’han sintetitzat una sèrie de compostos model per als estudis espectroscòpics que han contribuït a una millor comprensió dels mecanismes de resposta dels sensors moleculars. L’augment de la força electró donadora del substituent introduït a través del grup amino en el nucli de fenoxazinona (amido > urea > amino > dimetilamino > julolidino) resulta en un augment dels rendiments quàntics de fluorescència i en desplaçaments batocrómics de les bandes d’absorció i emissió. Basat en aquestes observacions, es va decidir introduir com a receptor un grup electró donador débil (la urea) per a la detecció d’espècies riques electrònicament (anions). Aixó va permitir obtindre un fluoroionòfor capaç de detectar la presència d’acetat i dihidrogenfosfat en disolvents orgànics amb un augment en la fluorescència i un canvi de color de taronja a rosa. En el cas del fluorur, anió més bàsic, es posa de manifest mitjançant estudis espectroscòpics de UV/Vis y 1H-RMN la desprotonació del colorant en lloc de la coordinació com ocorre amb altres anions. Un altre aspecte interessant d’aquest cromòfor és la seua capacitat per a actuar com a receptor ditòpic en certes situacions. De la mateixa manera que la protonació, la coordinació de cations metàl•lics té lloc a través del grup carbonil del colorant. Aquesta coordinació induix desplaçaments batocrómics de les bandes d’absorció i emissió i una desactivació de la fluorescència. Mitjançant la introducció de diversos receptors a través del nitrogen (lligands macrocíclics tipus èter corona per a la coordinació de cations alcalinotèrris i tipus aza-tia-oxa per a la coordinació de mercuri), s’aconsegueix obtindre desplaçaments hipsocròmics selectius induïts per la coordinació de certs cations (els que coordinen  a través del macrocicle) front altres cations que  interaccionen a través del carbonil. De manera que per exemple s`ha desenvolupat un sensor colorimètric i fluorimètric per a Hg2+ capaç de detectar selectivament aquest catió en aigua en l’interval de concentració de ppb. 
Un dels aspects més novedosos del treball ha sigut la incorporació d’algún d’aquests sistemes fotoactius en UVM-7, una matriu silícica mesoporosa tipus MCM-41, amb una distribució hexagonal de canals nanomètrics i amb una superficie específica elevada. Això ha permés el desenvolupament de sensors heterogenis, tant per a la determinació de vapors orgànics (incorporació d’un derivat solvatocròmic de fenoxazinona) com d’anions en medi aquòs (carboxilats de cadena llarga, mitjançant la incoporació d’un derivat d’urea-fenoxazinona en un suport altament hidrofòbic). 
Un altre tipus de sistema fluorescent emprat ha sigut un derivat del lligand aminometilantracè. Aquest ha sigut incorporat en UVM-7 per a la detecció de l’anió ATP en medi aquòs mitjançant la desactivació de la fluorescència induïda per la coordinació de l’anió a pH àcid. La immovilització del receptor en el suport sòlid ha resultat en un augment de la interacció amb l’espècie d’interés respecte al mateix lligand en dissolució. Aquesta millora ha sigut atribuïda a l’augment de les interaccions electrostàtiques dels grups amoni del receptor amb l’ATP per una augment de la concentració aparent del lligand en la superfície. La preparació d’una sèrie de materialls amb diferent càrrega de fluoròfor revela que un augment de la concentració de lligand  (i per tant, de la seua proximitat en l’espai) condueix a l’aparició d’efectes addicionals (a part de la desactivació de la fluorescència inducida per l’ATP) com l’aparició d’excímers, el que empitjora la resposta de la sonda fluorescent.
Addicionalment, s’ha propost un model basat en la isoterma de Langmuir que ha permés avaluar la força de l’interacció entre els corresponents anions i els materials híbrids fotoactius mitjançant el càlcul d’una constant d’adsorció.
Per últim, l’ancoratge de cromo/fluoròfors en UVM-7 ha permés desenvolupar un mètode per a la determinació espectrofotomètrica de fluorur mitjançant la reacció d’aquest anió amb la sílice a pH àcid. Aquesta reacció provoca la dissolució del suport i per tant, l’alliberació de la molècula indicadora, amb el conseqüent augment de la intensitat de color/emissió de fluorescència de la dissolució, que és proporcional a la concentració de fluorur.