UABDivulga - Barcelona recerca i innovació

El disseny d’estructures amb una-, dues-, o tres-dimensions obtingudes a partir de la reacció entre metalls i lligands és un dels camps més prolífics en les actuals àrees d’investigació. Els polímers de coordinació (CPs) en són un exemple. 

En les últimes dècades, aquests polímers han despertat gran interès perquè presenten estructures molt versàtils i també per les seves aplicacions potencials com ara l’emmagatzematge de gasos i d’energia, la química d’hoste-convidat, la catàlisis o la luminescència. L’estructura final d’aquests depèn de diferents factors com ara els contraions, les forces intermoleculars, la relació metall/lligand, la temperatura i la polaritat del dissolvent, entre d’altres.

Els metalls del Grup 12, Zn(II), Cd(II) i Hg(II), afavoreixen la formació de complexos amb diferents geometries, a més, Cd(II) i Hg(II) tenen un radi iònic gran, tret que els permet presentar una gran varietat de nombres de coordinació. Concretament, els CPs de Zn(II) i Cd(II) són valuosos en relació a l’habilitat per formar enllaços i per les propietats físiques que presenten. Els CPs de Hg(II), però, s’han estudiat poc. En la literatura, només hi ha descrits cinc compostos que en la seva estructura contenen anells aromàtics amb grups carboxílics. Això no obstant, el problema de tots aquests compostos és la seva baixa solubilitat. Per aquest motiu, en l’actualitat s’intenten modificar les característiques dels lligands per augmentar així la solubilitat dels compostos obtinguts.

Estructura polimèrica del compost [Hg(PIp)₂]_n.

En aquest treball, s’assaja la reactivitat del lligand àcid Piperonílic (HPip) que, degut a la presència de diferents grups funcionals, pot presentar una gran varietat de modus de coordinació, amb M(MeCO₂)₂ (M = Zn(II), Cd(II), Hg(II)) en diferents condicions experimentals. S’han obtingut quatre compostos amb diverses geometries i topologies. Amb Zn(II) s’ha obtingut un monòmer [Zn(Pip)₂(H2O)₂] i amb Cd(II) i Hg(II) s’han obtingut tres polímers de coordinació [Cd(µ-Pip)₂(H2O)]_n, [Cd₃(µ-Pip)₆(MeOH)₂]_n i [Hg(µ-Pip)₂]_n. Tots els compostos presenten una gran varietat de nombres de coordinació, 4 (Zn(II)), 6, 7 (Cd(II) i 8 (Hg(II)).

Tots els compostos s’han caracteritzat per tècniques analítiques i espectroscòpiques, espectrometria de masses, termogravimetria i se n’ha resolt l’estructura cristal·lina per difracció de raig-X en monocristall. També s’han analitzat i estudiat les seves estructures supramoleculars i, en conseqüència, s’han observat xarxes 1D, 2D i 3D. Finalment, s’han analitzat els espectres UV-Vis i propietats de fluorescència i també se n'ha calculat el rendiment quàntic. L’estudi, doncs, demostra que és possible obtenir estructures interessants i amb diferents dimensions.