Porfirinas como agentes de ahormado en materiales híbridos porosos Public Deposited
Desde hace tiempo es bien sabida la importancia de los macrociclos orgánicos conocidos como porfirinas, que por sí solas tienen importancia en biología (po rejemplo, hemoglobina y clorofila), catálisis y, recientemente en medicina (terapia fotodinámica). Para hacer más fácil el manejo de estos macrociclos en catálisis y enóptica se les ha incorporado a matrices inorgánicas, mediante el uso de los procedimientos sol-gel que permiten introducir moléculas orgánicas dentro de matrices inorgánicas debido a que exigen sólo bajas temperaturas para su ejecución(condiciones suaves). Haciendo uso del procedimiento anterior se prepararon materiales híbridos orgánico-inorgánicos que poseen propiedades de una matriz inorgánica y la funcionalidad de un componente orgánico. Estos materiales híbridos contienen porfirinas libres o metalizadas químicamente ligadas a una matriz de sílice por medio de enlaces covalentes; lo anterior se logró por medio del enlazamiento covalente de los grupos periféricos de las porfirinas con los grupos silanol situados en las paredes internas de los poros del gel inorgánico de sílice. Durante la síntesis se utilizaron alcóxidos funcionalizados (por ejemplo: IPTES, APTES, etc.) y posteriormente se usó tetraetilortosilicato (TEOS). Los alcóxidos funcionalizados permitieron unir las moléculas orgánicas a materiales inorgánicos, ya que aquellos sirven como un puente para unir covalentemente sustituyentes periféricos de la porfirina con la red de gel de sílice, por la reacción con TEOS. Con el uso de la espectroscopia Infrarroja se logró demostrar la formación del intermediario (porfirina-alcóxido funcionalizado), detectando los cambios en las señales mas relevantes del espectro (de acuerdo a cada intermediario). Diversos factores de carácter experimental permitían prever que la unión química covalente debería haberse establecido, pero esta situación, en los casos estudiados en este trabajo, no había sido demostrada experimentalmente. Además se ha utilizado un ácido o una base como catalizador, el cual permite reconocer el efecto del pH en el medio de reacción. Se ha podido confirmar que la catálisis básica puede causar la destrucción de los enlaces covalentes con la consecuente liberación de moléculas de porfirina y así obtener como productos: sílice y porfirina. Las condiciones de reacción de los sólidos que fueron preparados en medios ácidos y ligeramente ácidos (pH=6) permiten una mejor transparencia de los sólidos monolíticos los cuales retienen la fluorescencia roja de la porfirina, lo cual indica que el catalizador más adecuado es el medio ácido, con la presencia de DMF para evitar las protonación de la porfirina. Los sólidos finales presentan grados de porosidad variable, los cuales fueron determinados por sorción de nitrógeno. Además, se observó que los sólidos obtenidos son amorfos y en microscopia electrónica de transmisión (TEM) o barrido (SEM) se ha observado que de acuerdo al pH de reacción, pueden tener diferente morfología como placas, esferas y aglomerados. Estos materiales son monolitos (transparentes) y polvos, por esta causa la caracterización se apoya fuertemente en técnicas como UV-Vis e Infrarrojo, además de fluorescencia y RMN de 29 Si. La contribución de esta tesis consiste en la determinación y análisis de las condiciones para el enlazamiento de moléculas orgánicas dentro de matrices de sílice por medio de enlaces covalentes, donde las propiedades resultantes dependen de la naturaleza química de los componentes y de la sinergia entre ellos.
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