Diseño y síntesis de ligandos orgánicos para el desarrollo de nuevos complejos de paladio, platino y plata con nuevas propiedades ópticas y electrónicas

Abstract

El primer bloque se centra en las propiedades quirópticas de moléculas orgánicas simples (simple organic molecules, SOM) y más específicamente las que poseen luminiscencia circularmente polarizada (circularly polarized luminescence, CPL). En la introducción se realiza un repaso bibliográfico de moléculas y materiales activos en CPL hasta la fecha y por qué han despertado el interés de la comunidad científica en los últimos años. Este bloque cuenta con tres capítulos, el primero se basa en la síntesis y evaluación de propiedades quirópticas de foldámeros basados en un esqueleto de orto-oligofeniletinilenos (o-OPE) que presentan grupos sulfóxido como inductores quirales y el efecto de la coordinación de diferentes metales con tales propiedades. El capítulo 2 se dedica a la síntesis y propiedades quirópticas de o-OPE grapados. Mediante esta metodología se consiguen estructuras más estables y con mayores respuestas de CPL que en el capítulo anterior. Para ello se diseña un esqueleto de o-OPE sobre el que se evalúan sus propiedades tanto en derivados con diferente impedimento estérico, como en otros cromóforos como los pirenos que permiten construir una sonda ratiométrica. También se considera la influencia del aumento del número de vueltas de la hélice, obteniéndose compuestos con respuesta de CPL muy superiores a la media. Por último el capítulo 3 se centra en la combinación de CPL y absorción de doble fotón (two photon absorption, TPA). La síntesis de moléculas con diferentes propiedades combinadas es una estrategia interesante para el desarrollo de nuevos materiales. En este caso la síntesis de una molécula sencilla basada en un ciclohexano quiral y perilendiimidas (PDI) permite la obtención de un compuesto que presenta las propiedades de CPL y TPA combinadas. El segundo bloque, de menor extensión, trata sobre las propiedades electrónicas de cables moleculares. Con el objetivo de medir la conductancia unimolecular de estos compuestos durante este capítulo se hace uso fundamentalmente del microscopio de efecto túnel (STM). En la introducción se discuten los distintos elementos de un circuito electrónico y la relación entre estructura química y conductancia, así como las aplicaciones más destacables de este tipo de dispositivos. Este bloque se compone de un solo capítulo que aborda las propiedades electrónicas de un conjunto de complejos metálicos de paladio que presentan enlaces N-M-C (nitrógeno-metal-carbono). El objetivo de este capítulo consiste en esclarecer las propiedades electrónicas en cables moleculares que presentan enlaces de distinta naturaleza que no han sido estudiados de forma sistemática hasta la fecha. Finalmente se incluyen unos anexos en los que se incorpora una lista de publicaciones donde se exponen los resultados obtenidos durante todo el periodo predoctoral y un listado de las referencias usadas para las figuras no originales del texto.

First part is related with chiroptical properties of simple organic molecules (SOMs), especially molecules with circularly polarized luminescence (CPL). The introduction consists of an overview about active CPL molecules and materials and their relevance in nowadays researches. This initial part is divided in three chapters; first one is based on synthesis and chiroptical properties evaluation of orto-oligophenylethynylenes (o-OPE) foldamers with sulfoxide as chiral inductor and the effect of metal coordination in these properties. Chapter 2 is related with synthesis and chiroptical characterization of stapled o-OPEs which are more stable and CPL active than previous structures. A main o-OPE scaffold is designed in order to evaluate the chiroptical properties in derivatives with steric effect groups or chromophores like pyrene that allows to build a ratiometric probe. In addition, longer helix structures which lead to higher CPL signals are considered. Last, chapter 3 focuses on combined CPL and two photon absorption (TPA). Synthesis of molecules with different combined properties is an interesting approach for the development of new materials. A new simple molecule based on a chiral cyclohexane and perylendiimides (PDI) is synthesized in order to obtain a combined CPL and TPA compound. Second part addresses the electronic properties in molecular wires. Scanning tunneling microscope (STM) is mainly used in this part with the aim of measure the unimolecular conductance of the compounds. The introduction discusses about different aspects of the electronic circuit and the relationship between chemical structure and property, also most important applications of these devices are commented. The main objective of this part with just one chapter is measuring electronic properties of nitrogen-metal-carbon bonds in palladium complexes to shed light about the behaviour of conductance in this kind of structures. Finally, there are some annexes with a list of publications made during the predoctoral period and a list of permissions for every figure used in this thesis.