Autoasociación y desagregación inducida por nitroaromáticos de las amidas de piridina sustituidas por pireno

Área de la Ciencia:

• Química supramolecular de las moléculas.
• Química orgánica es la química orgánica.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.

Sus antecedentes:

• Investigar el autoensamblaje de moléculas orgánicas funcionalizadas es crucial para el diseño de nuevos materiales.
• Los sistemas basados en los Pirineos son ampliamente estudiados por sus propiedades fotofísicas y sus capacidades de autoasociación.

Objetivo del estudio:

• Explorar y comparar las características de autoensamblaje y las propiedades ópticas de dos pinzas funcionalizadas de bispireno (1 y 2).
• Comprender la influencia de la estructura molecular en la auto-asociación en soluciones y estados sólidos.
• Investigar la respuesta de estos sistemas autoensamblados a estímulos externos como el trinitrobenzeno (TNB).

Principales métodos:

• Síntesis y caracterización de las pinzas de piridina y benceno funcionalizadas de bispireno metil amida (1 y 2).
• Estudios espectroscópicos (absorción UV-Vis, emisión de fluorescencia) en soluciones orgánicas en diferentes concentraciones.
• Caracterización del estado sólido de las estructuras autoensambladas.
• Experimentos de control utilizando compuestos relacionados que contienen pireno y compuestos libres de pireno (3-6).
• Análisis computacional utilizando la Teoría Funcional de Densidad (DFT) y el DFT dependiente del tiempo (TDDFT).

Principales resultados:

• Las pinzas 1 exhiben autoensamblaje dependiente de la concentración, formando contactos intramoleculares en solución diluida y polímeros supramoleculares lineales a concentraciones más altas y en estado sólido.
• La pinza 2 no muestra autoasociación intermolecular y sólo muestra emisión de monómero pireno.
• Los cálculos DFT/TDDFT indican que el estado S1 de la pinza 1 es emisor, con las transiciones verticales más bajas prohibidas.
• Los compuestos de control libres de pireno (5 y 6) también forman matrices supramoleculares lineales en estado sólido.
• La exposición a TNB induce la desagregación de los polímeros supramoleculares de las pinzas 1, lo que lleva a cambios de color y apagado de fluorescencia, con cambios ópticos similares pero distintos observados para las pinzas 2.

Conclusiones:

• El enlazador de metil amida en las pinzas 1 facilita el autoensamblaje intermolecular significativo en polímeros supramoleculares lineales, a diferencia de las pinzas 2.
• Las diferencias estructurales entre las pinzas 1 y 2 conducen a distintas propiedades fotofísicas y comportamientos de autoasociación.
• Las estructuras autoensambladas de las pinzas 1 pueden ser interrumpidas de manera reversible por TNB, lo que demuestra el potencial para aplicaciones de sensores.