UABDivulga - Barcelona recerca i innovació

La síntesis de polímeros de coordinación (CPs) y complejos de coordinación polinucleares discretos ha sido un área de investigación en las últimas décadas. Estos tipos de compuestos tienen una gran variedad de aplicaciones, catálisis, separación, almacenamiento de gases, magnetismo, sensores, entre otras. Su obtención se basa en una metodología muy simple si se compara con la síntesis de otro tipo de compuestos.

Para estudiarlos, además de los enlaces de coordinación, ha de tenerse en cuenta las interacciones supramoleculares (enlaces de hidrógeno, interacciones C-H···π, π···π) ya que también determinan la estructura cristalina de los materiales, son débiles, pero también determinantes de las propiedades de los compuestos. Una familia de estas moléculas orgánicas son los ácidos carboxílicos. Su grupo carboxilato puede presentar una gran variedad de coordinaciones capaces de formar di-, tri- o tetranuclear metal carboxilatos. Hay otros factores que también afectan su estructura final, como son los contraiones, la relación molar metal-ligando, la temperatura o la polaridad de los disolventes.

Los compuestos trinucleares con fórmula [M₃(CO₂)₆(L)_n] (n = 2 o 4), se utilizan como precursores SBUs en la síntesis de MOFs, que tienen unas interesantes propiedades catalíticas, magnéticas y luminiscentes. Además, la mayoría de las veces estos compuestos tienen moléculas de disolvente lábiles en las posiciones laterales, lo que las hace útiles para obtener materiales 2D y 3D. Uno de los trímeros más utilizados es el de zinc. El Zn(II) es un catión d¹⁰, lo que hace que pueda presentar una gran variedad de geometrías y por tanto sus compuestos pueden presentar una gran versatilidad. Todas estas características hacen que estos compuestos tengan unas propiedades luminiscentes y biológicas interesantes.

Figura 1 Estructura molecular del complejo: a) 2 · 4CH₃CN y b) 3 · 4EtOH. c) N-H ··· O interacciones intramoleculares de los ligandos ACA en 2 · 4CH₃CN y 3 · 4EtOH con etiquetas asignadas para el complejo 3 · 4EtOH. El fenilo y otros átomos que no participan en ninguna de las interacciones mencionadas se han omitido para mayor claridad.



Recientemente, nuestro Grupo de Investigación ha estudiado la reactividad de un ácido carboxílico (derivado del cinámico, pOHCinn) con Cu(II). También ha analizado la reactividad de este ligando con Zn(II) y Cd(II), obteniendo compuestos [M(ACA)₂(H₂O)₂]. Con estos compuestos se ha ensayado la reactividad con 4-fenilpiridina (4-Phpy), observándose diferentes comportamientos según que el catión sea Zn(II) o Cd(II), obteniéndose el compuesto monomérico [Zn(ACA)₂(4-Phpy)₂]·3H₂O y el compuesto dimérico [Cd(μ-ACA)(ACA)(4-Phpy)₂]₂·2EtOH. Estos son los primeros compuestos descritos en la literatura con este ligando. 

Como continuación de este estudio, en este trabajo se ha ensayado la reacción de Zn(OAc)₂·2H₂O (OAc = acetato) con alpha-acetamidocynnamic acid (HACA) y 4-Phpy, utilizando EtOH como disolvente y a temperatura ambiente. Se ha obtenido un CP, [Zn₂(μ-OO’-ACA)₂(ACA)₂(4-Phpy)₂]n (1). Cuando se recristaliza este compuesto con acetonitrilo o con etanol se obtienen dos trímeros diferentes [Zn₃(μ-ACA)₆(4-Phpy)₂]·4CH₃CN (2) y [Zn₃(μ-ACA)₆(EtOH)₂]·4EtOH (3). El compuesto 2, también se ha obtenido de una forma alternativa, por reacción entre Zn(OAc)₂·2H₂O, HACA y 4-Phpy utilizando CH₃CN como disolvente a temperatura ambiente.

Estos compuestos han sido caracterizados con técnicas analíticas y espectroscópicas. Además,  para los tres compuestos ha sido posible resolver la estructura cristalina por difracción de rayos-X en monocristal. Se han estudiado las estructuras moleculares y supramoleculares, y se ha observado que los compuestos 2 y 3 presentan una estructura supramolecular 2D y el compuesto 1 una 3D. Finalmente, para los compuestos 2 y 3 también se han analizado las superficies de Hirshfeld y se han calculado los potenciales electrostáticos.