Molecular probes and ruthenium (II) and osmium(II) complexes for the chromofluorogenic sensing of charged species and carbon monoxide

Abstract

La presente tesis doctoral titulada Sondas moleculares y complejos de rutenio (II) y osmio (II) para la deteccion cromo-fluorogenica de especies cargadas y monoxido de se centra en el desarrollo de sensores quimicos moleculares. El trabajo realizado se puede dividir en dos partes: (i) sintesis y caracterizacion de sondas moleculares multifuncionales para la deteccion optica de aniones y cationes metalicos y, (ii) preparacion de complejos de rutenio (II) y osmio (II) para la deteccion cromo-fluorogenica de monoxido de carbono. La primera familia de sondas moleculares, a la cual se hace referencia en el capitulo 2, se basa en el uso de imidazoantraquinonas como subunidad indicadora. Empleando este fragmento molecular se prepararon y caracterizaron cuatro sondas (2a-2d). De todos los aniones que se ensayaron, solo el fluoruro es capaz de inducir la aparicion de una banda de absorcion (lo cual se refleja en diferentes cambios de color) y bandas de emision desplazadas hacia el rojo. Estos cambios se atribuyen a la desprotonacion del grupo N-H del anillo de imidazol inducida por el fluoruro. Tambien los cationes Fe3+, Al3+ y Cr3+ son capaces de producir desplazamientos moderados hacia el azul de las bandas de absorcion de los cuatro receptores, asi como una desactivacion marcada de la emision a causa de su coordinacion (con los atomos de oxigeno y nitrogeno del cromoforo imidazoantraquinona). El segundo capitulo tambien esta dedicado al estudio del comportamiento de coordinacion frente a aniones y cationes de una segunda familia de sondas (3a-3d) basadas en derivados de imidazoquinolina. Nuevamente el anion fluoruro promueve la desprotonacion de estos compuestos, lo cual se refleja en la aparicion de bandas de absorcion y de emision desplazadas hacia el rojo. En cuanto a la respuesta optica en presencia de cationes metalicos es muy poco selectiva, observandose cambios en las bandas UV-visible y una desactivacion de las bandas de emision en presencia de Hg2+, Cu2+, Co2+, Fe3+, Fe2+, Zn2+, Pb2+, Cd2+, Cr3+ y Al3+. A lo largo del capitulo 3 se presenta la sintesis, caracterizacion y comportamiento cromo-fluorogenico frente al monoxido de carbono de dos conjuntos de complejos de rutenio (II) y osmio (II) que tienen en su esfera de coordinacion los fluroforos 2,1,3-benzotiadiazol (BTD) y 5-(3-tienil)-2,1,3-benzotiadiazol (TBTD). En la primera parte de este capitulo se prepararon ocho compuestos con el ligando BTD (1-8). Al burburjearles CO, las disoluciones de cloroformo de dichos complejos mostraron notables cambios de color. Ademas, su emision se vio incrementada debido a la coordinacion de los complejos con el CO y el desplazamiento del fluoroforo BTD. Por otro lado, la adsorcion de los complejos en silice dio lugar a solidos que presentaron importantes cambios de color permitiendo la deteccion de CO en fase gas a simple vista y con alta selectividad y sensitividad. El segundo conjunto de complejos de rutenio (II) y osmio (II) contiene el fluroforo TBTD (3-7). Estos tambien son capaces de detectar CO cuando…