Síntesis y caracterización de macrociclos orgánicos enlazados covalentemente a la red de óxido de silicio por el método sol-gel - Coahuila Hernández, María Inés (Universidad Autónoma Metropolitana, 2011)
Debido a la importancia de los macrociclos orgánicos en algunas funciones de los seres vivos, en este trabajo se exploran algunos de ellos como las ftalocianinas y las porfirinas ya que se ha encontrado que la presencia de grupos funcionales, proporcionan a los compuestos aplicaciones en óptica, sensores de gases, catálisis, medicina etc. En el presente trabajo se sintetizan y caracterizan compuestos orgánicos macrocíclicos de ftalocianinas y porfirinas con sustituyentes en la periferia (S = - SO3H, COOH, NH2, etc.), obteniéndose bistetrasulfoftalocianinas y tetrafenil porfirinas sustituidas, para enlazarlos a un alcóxido funcionalizado y posteriormente a la red de oxido silicio. Los materiales finales podrán ser usados en aplicaciones tecnológicas. Además se realizan estudios de caracterización de estos materiales monolíticos que contienen bis-tetrasulfoftalocianinas y tetrafenil porfirinas sustituidas. Cada año se publican patentes y artículos de investigación, dedicados a esos macrociclos. Hace más de dos décadas tuvo lugar el primer congreso sobre porfirinas y ftalocianinas. Existe una revista especializada donde se publican trabajos relacionados con nuevas síntesis y aplicaciones de porfirinas y ftalocianinas; también hay una sociedad internacional de investigadores en esta área. En el capítulo uno se hace referencia a trabajos previos realizados por otros grupos de investigación relacionados con el tema; también una visión general de los fundamentos teóricos del método sol-gel, que permitirá la elaboración de materiales monolíticos en condiciones ambientales de temperatura y presión; se espera que estos materiales tengan propiedades ópticas, catalíticas y como sensores, que sean de interés tecnológico. El capítulo dos está dedicado a la elaboración de materiales monolíticos; iniciando con la síntesis de bistetrasulfoftalocianinas de lantánidos, los complejos lantánidos obtenidos se caracterizan por espectroscopia infrarroja, ultravioleta visible y de fluorescencia, después se unen covalentemente estos macrociclos a un alcóxido funcionalizado, “precursor”. Finalmente con el precursor y la sílice se preparan monolíticos utilizando el método sol-gel; los materiales se secan a temperatura ambiente y se caracterizan por FTIR, uv-visible, fluorescencia, infrarrojo cercano, difracción de rayos X y microscopia. En el capítulo tres se inicia con la síntesis de tetrafenil porfirinas metálicas con grupo carboxilo y grupo amino en la periferia del macrociclo; los compuestos obtenidos se caracterizan por infrarrojo, ultravioleta-visible y fluorescencia. La siguiente etapa consiste en la unión covalente de los complejos metálicos a los alcóxidos funcionalizados APTES y ClPTES; una vez obtenido el precursor, se preparan los monolitos usando el método sol-gel. Finalmente, los materiales obtenidos se caracterizan por FTIR, uv-visible, fluorescencia e infrarrojo cercano. Además se realizan pruebas fotocatalíticas con los xerogeles monolíticos que contienen el complejo CoT(p-COOH)PP; y finalmente se prueba la capacidad de degradación de los materiales, para esto se usan colorantes de azul de metileno y naranja de metilo; la evolución de este proceso se realiza por espectroscopia ultravioleta visible.