MOFS metaloporfirínicos 1D y 2D: Estudio cristaloquímico

Comunicación a congreso (póster): XXIV Simposio del Grupo Especializado de Cristalografía y Crecimiento Cristalino, GE3C. 23-26 de junio de 2014, Bilbao

MOFs basados en metaloporfirinas: diseño estructural orientado a la biomimetización de sus propiedades naturales

La Ciencia y Tecnología de Materiales tiene el reto permanente de desarrollar y mejorar materiales multifuncionales y respetuosos con el medio ambiente. En este sentido, los materiales de tipo MOF (Metal-Organic Framework) están siendo objeto de un gran interés, ya que las redes sólidas de coordinación (especialmente, las porosas) presentan aplicaciones en campos en los que la sociedad manifiesta una demanda creciente de ciencia y tecnología, como el almacenamiento y transporte de energía, la captura de gases con efecto invernadero, la catálisis heterogénea y la liberación controlada de fármacos, entre otros. En este contexto, el presente trabajo se planteó con el objetivo de desarrollar nuevos materiales de tipo MOF basados en metaloporfirinas, al objeto de mimetizar las funciones que desempeñan las mismas en los sistemas biológicos, con el fin de reproducirlas en el estado sólido. Para ello, se han escogido biometales como el hierro y el cobalto: característicos de estos sistemas, de bajo coste y medioambientalmente respetuosos. Por otra parte, las porfirinas seleccionadas han sido las siguientes: TPP (meso-tetra-4-fenilporfirina), TCPP (meso-tetra-4-carboxifenilporfirina) y TPPS (meso-tetra-4-sulfonatofenilporfirina). Estas tres moléculas conforman un conjunto de ligandos que difieren ligeramente en sus grupos funcionales. Asimismo, en ocasiones, se ha utilizado un ligando secundario dipiridínico (4,4´-bipiridina) que ha actuado como espaciador. El diseño de las síntesis se ha centrado tanto en las combinaciones adecuadas de metales y ligandos como en la selección de las técnicas de síntesis. Así, se han obtenido cinco nuevos compuestos, que se han sintetizado en condiciones solvotermales suaves o mediante radiación microondas. La caracterización preliminar de los mismos se ha llevado a cabo mediante análisis cuantitativo, espectroscopia infrarroja y Raman, difracción y fluorescencia de rayos X y medidas de densidad. El estudio estructural se ha realizado mediante difractometría de rayos X y el estudio térmico se ha llevado a cabo mediante termogravimetría y termodifractometría. En los casos en que ha resultado procedente, también se han caracterizado los compuestos mediante espectroscopia ultravioleta-visible (UV-Vis), Mössbauer y resonancia paramagnética electrónica (EPR) y mediante medidas de la susceptibilidad magnética. Asimismo, ocasionalmente, se han realizado cálculos mecano-cuánticos basados en la teoría del funcional de la densidad (DFT) y medidas catalíticas. El primero de los cinco compuestos obtenidos, de fórmula [FeTCPP], es quiral y destaca por ser la tercera estructura 2D publicada basada en esta porfirina. La formación de este compuesto está condicionada por la oxidación de los iones de hierro y por la existencia de grupos carboxílicos en la porfirina. Por otra parte, con la participación del espaciador 4,4´-bipiridina (bipy) se han obtenido tres redes 1D. Así, la estructura cristalina del compuesto ([FeTPPbipy]•)n se explica mediante la formación de radicales neutros que se estabilizan en un empaquetamiento que permite la formación de enlaces entre los grupos fenílicos de distintas cadenas. La formación de estos enlaces queda corroborada por la existencia de significativas interacciones antiferromagnéticas. Por otra parte, en el compuesto [CoTPP(bipy)]•([CoTPP])0.22•(TPP)0.78, la disposición de las cadenas deja grandes huecos en la red que se ocupan con porfirinas tanto coordinadas como sin coordinar. El tercero de estos compuestos 1D presenta la fórmula [CoTPPS0.5(bipy)(H2O)2]•6H2O y destaca porque la extensión de las cadenas se produce por la alternancia de dos tipos de octaedros de CoII. La naturaleza de los grupos sulfonato de la porfirina TPPS es determinante para comprender la intrincada red de enlaces de hidrógeno de este compuesto, que propician la formación de una red interpenetrada caracterizada por su gran estabilidad térmica (hasta los 370ºC). Finalmente, con la porfirina TCPP se ha obtenido un segundo compuesto de fórmula -O-[FeTCPP]2•nDMF (n≈ 16; DMF = dimetilformamida). El mismo presenta grandes cavidades (47% de porosidad) que diluyen la matriz magnética, caracterizada por fuertes interacciones antiferromagnéticas intradiméricas. Todo ello revela una inusual estructura superhiperfina, observada por espectroscopia EPR. El trabajo que se recoge en esta memoria constituye, por lo tanto, un “viaje” de mayor a menor dimensionalidad en las estructuras cristalinas. La guía de este viaje ha sido la búsqueda de propiedades catalíticas en sistemas heterogéneos. Así, el [CoTPP(bipy)]•([CoTPP])0.22•(TPP)0.78 obedece el enfoque de inmovilizar o anclar el catalizador en los huecos de la red. Sin embargo, la estrategia alternativa seguida para el compuesto m-O-[FeTCPP]2•nDMF (es decir, que el propio MOF actúe de catalizador) es la que ha aportado mejores y más prometedores resultados en lo que a catálisis heterogénea se refiere.

Coordination and crystallisation molecules: Their interactions affecting the dimensionality of metalloporphyrinic SCFs

Synthetic metalloporphyrin complexes are often used as analogues of natural systems, and they can be used for the preparation of new Solid Coordination Frameworks (SCFs). In this work, a series of six metalloporphyrinic compounds constructed from different meso substituted metalloporphyrins (phenyl, carboxyphenyl and sulfonatophenyl) have been structurally characterized by means of single crystal X-ray diffraction, IR spectroscopy and elemental analysis. The compounds were classified considering the dimensionality of the crystal array, referred just to coordination bonds, into 0D, 1D and 2D compounds. This way, the structural features and relationships of those crystal structures were analyzed, in order to extract conclusions not only about the dimensionality of the networks but also about possible applications of the as-obtained compounds, focusing the interest on the interactions of coordination and crystallization molecules. These interactions provide the coordination bonds and the cohesion forces which produce SCFs with different dimensionalities.

Self-assembly of metallated TPP porphyrin by external dipyridyl ligands

Póster presentado en: XXII International Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography (UICr), 22–30 Agosto 2011. Madrid, España

Self-assembly of metalloporphyrins: first TPP-bipy coordination polymer with CoII (TPP=meso-tetraphenylporphyrin and bipy=4,4´-bipyridine)

Póster presentado en: 11th International Symposium on Applied Bioinorganic Chemistry. 2-5 Diciembre 2011. Barcelona, España (ISABC 2011)

El recurso previo de inconstitucionalidad en el control de constitucionalidad

Dentro de los diferentes modelos de control de constitucionalidad, el control previo es un modelo extraño, sobre todo en aquellos moñdelos que utilizan el sistema kelseniano de control. Únicamente en Rrancia, se aplica este modelo a través del sistema de doble vuelta por el Consejo Constitucional. En España, el desarrollo del artículo 161.1.1d) de la Constitución Española de 1978 permitió su introducción en la Ley Orgánica 2/1979 de 3 de octubre del Tribunal Constitucional, como un sistema ideado inicialmente para el control de los proyectos de Estatutos de Autonomía que se amplió a las demás Leyes Orgánicas.

Thermal stability and crystallochemical analysis for CoII based coordination polymers with TPP and TPPS porphyrins

Artículo CrystEngComm 2013

Fe−TPP Coordination Network with Metalloporphyrinic Neutral Radicals and Face-to-Face and Edge-to-Face π−π Stacking

Artículo científico Inorg. Chem. 2013, 52, 8074−8081

hp-Adaptive simulation and inversion of magnetotelluric measurements

xlix, 121 p.

Energy and momentum transfer in one-dimensional trapped gases by stimulated light scattering

In ultracold atoms settings, inelastic light scattering is a preeminent technique to reveal static and dynamic properties at nonzero momentum. In this work, we investigate an array of one-dimensional trapped Bose gases, by measuring both the energy and the momentum imparted to the system via light scattering experiments. The measurements are performed in the weak perturbation regime, where these two quantities-the energy and momentum transferred-are expected to be related to the dynamic structure factor of the system. We discuss this relation, with special attention to the role of in-trap dynamics on the transferred momentum.