UABDivulga - Barcelona recerca i innovació

La síntesi dels polímers de coordinació (CPs) i complexos de coordinació polinuclears discrets ha estat una àrea de recerca important en les últimes dècades. Aquest tipus de compostos tenen una gran varietat d’aplicacions, catàlisi, separació, emmagatzematge de gasos, magnetisme, sensors, entre altres. En la seva obtenció  s’utilitza una metodologia simple en comparació amb les síntesis que s’utilitzen en l’obtenció d’altres tipus de compostos.

Per a estudiar-los, a més dels enllaços de coordinació també s’ha de tenir en compte les interaccions supramoleculars (enllaços d’hidrogen, interaccions C-H···π i π···π), ja que determinen l’estructura cristal·lina dels materials. A més, aquestes interaccions febles són determinants de les propietats dels compostos. 

Una de les molècules orgàniques que s’utilitzen en l’obtenció d’aquests tipus de compostos són els àcids carboxílics, ja que el grup carboxilat pot presentar una gran varietat de coordinacions i poden formar di-, tri- o tetranuclear metall carboxilats. És de destacar també, altres factors que afecten l’estructura final dels compostos, com els contraions, la relació molar metall:lligand, la temperatura o la polaritat del dissolvent. 

Compostos trinuclears amb fórmula [M₃(CO₂)₆(L)_n] (n = 2 o 4) es fan servir com a precursors SBUs en la síntesi de MOFs que tenen unes interessants propietats catalítiques, magnètiques i luminescents. A més, moltes vegades els compostos trinuclears tenen molècules de solvent làbils en les posicions laterals, això les fa útils per formar materials 2D o 3D. Un dels trímers més utilitzats són els de zinc. El Zn(II) és un catió d¹⁰, això fa que pugui presentar una gran varietat de geometries i per tant els seus compostos poden presentar una gran versatilitat. Aquestes característiques fa que aquests compostos tinguin unes propietats luminescents i biològiques interessants.

Figura 1 Estructura molecular del complex: a) 2 · 4CH₃CN i b) 3 · 4EtOH. c) N-H ··· O interaccions intramoleculars dels ligandos ACA en 2 · 4CH₃CN i 3 · 4EtOH amb etiquetes assignades per al complex 3 · 4EtOH. El fenilo i altres àtoms que no participen en cap de les interaccions esmentades s'han omès per a major claredat.



Recentment, el nostre Grup d’Investigació ha estudiat la reactivitat d’un àcid carboxílic (derivat del cinnamic, pOHCinn) amb Cu(II). També s’ha estudiat la reactivitat d’aquest àcid amb Zn(II) i Cd(II) obtenint els compostos [M(ACA)₂(H₂O)₂], que s’han fet reaccionar amb 4-fenilpiridina (4-Phpy), observant-se diferents comportaments si el metall és Zn(II) o Cd(II), obtenint el compost monomèric [Zn(ACA)₂(4-phpy)₂(H₂O)₂]2·3H₂O i el dímer [Cd(μ-ACA)(ACA)(4-Phpy)₂]·2EtOH. Aquests són els primers compostos descrits en la literatura amb aquest lligand. 

Com a continuació d’aquest estudi, en aquest treball s’assaja la reacció de Zn(OAc)₂·2H₂O (OAc = acetat) amb alpha-acetamidocynnamic acid (HACA) i 4-Phpy, utilitzant etanol (EtOH) com a dissolvent a temperatura ambient, obtenint un CP, [Zn₂(μ-OO’-ACA)₂(ACA)₂(4-Phpy)₂]n (1). Quan es recristal·litza aquests compost amb acetonitril (CH3NC)  o EtOH s’obtenen dos trímers  [Zn₃(μ-ACA)₆(4-Phpy)₂]n (2) i [Zn₃(μ-ACA)₆(EtOH)₂]n·4EtOH (3), respectivament. El compost 2, també s’ha obtingut d’una manera alternativa per reacció entre Zn(OAc)₂·2H₂O amb HACA i 4-Phpy, utilitzant CH₃CN com a dissolvent i a temperatura ambient.

Aquests compostos han estat caracteritzats per tècniques analítiques i espectroscòpiques. Pels tres compostos ha estat possible resoldre la seva estructura cristal·lina per difracció de raigs-X en monocristall. S’ha estudiat les seves estructures moleculars i supramoleculars, i s’ha observat que els compostos 2 i 3 presenten una estructura supramolecular 2D i pel compost 1 és 3D. Finalment, pels compostos 2 i 3 també s’han analitzat les superfícies de Hirshfeld i s’ha calculat els potencials electroestàtics.