La unión de Cucurbit[10]uril de los complejos heterolepticos de iridio: síntesis y caracterización fotofísica

Área de la Ciencia:

• Química supramolecular
• Química de la coordinación
• La fotofísica

Sus antecedentes:

• Los complejos heterolépticos de iridio (III) son valiosos en fotofísica y detección.
• Cucurbit[10]uril (Q[10]) es un huésped macrocíclico con una cavidad hidrofóbica, adecuado para encapsular moléculas invitadas.
• Comprender las interacciones huésped-huésped es crucial para el diseño de materiales funcionales avanzados.

Objetivo del estudio:

• Para investigar las interacciones supramoleculares huésped-invitado entre dos complejos heteroleptos de iridio (III) y cucurbita (Q) en un medio acuoso.
• Para dilucidar el efecto de la encapsulación Q[10] en las propiedades de luminiscencia de los complejos de iridio.
• Explorar la estequiometría de unión, los parámetros termodinámicos y la influencia de los factores ambientales (temperatura, pH) en el sistema huésped-invitado.

Principales métodos:

• Síntesis y caracterización de los complejos heterolepticos de iridio: [IrpY]₂[bpy-CHO]₂ (complejo 1) y [IrpY]₂[bpy-COOH]₂ (complejo 2).
• Técnicas espectroscópicas que incluyen RMN H y espectroscopia de luminiscencia para estudiar la formación y las propiedades complejas.
• Estudios vinculantes para determinar la estequiometría y el equilibrio huésped-anfitrión.
• Experimentos de temperatura y pH variables para evaluar las influencias ambientales.
• Cálculos de la Teoría Funcional de Densidad (DFT) para investigar los aspectos electrónicos y estructurales de la interacción.

Principales resultados:

• La formación de complejos anfitrión-invitado supramoleculares (Q [1] · 1 y Q [2] · 2) fue confirmada por estudios de RMN y luminiscencia H.
• Mejora significativa en las propiedades de luminiscencia (intensidad, rendimiento cuántico, vida útil) de los complejos de iridio después de la adición de Q en agua.
• La cavidad hidrofóbica de Q desestabiliza el estado MLCT, lo que lleva a una mejor luminiscencia.
• Los estudios vinculantes revelaron especies anfitrionas 1:1 y 1:2, con la emisión dominante del complejo 1:1.
• El equilibrio de las especies emisoras depende de la temperatura; el complejo 1: 1 es menos favorable a temperaturas más altas.
• El pH afecta los perfiles de emisión tanto de los complejos libres como de los encapsulados.
• Los cálculos de DFT indicaron que los grupos de sustituyentes (CHO, COOH) tienen un impacto mínimo en la orientación compleja dentro de Q[10].

Conclusiones:

• Las interacciones supramoleculares huésped-huésped entre Q[10] y los complejos heterolepticos de iridio (III) en el agua conducen a una luminiscencia mejorada.
• La cavidad Q juega un papel clave en la modulación de las propiedades fotofísicas de los complejos de iridio.
• El proceso de unión se rige por la estequiometría e influye en la temperatura y el pH, ofreciendo potencial para aplicaciones de sensores.
• Los resultados de DFT sugieren que la interacción de unión del núcleo es robusta a modificaciones menores del ligando.