Isostructural β-ketoenamine and imine based cofs: emission sensing and catalysis

Los “Covalent Organic Frameworks” (COFs) son unos materiales formados a partir de la condensacion de moleculas organicas y formados por tanto por elementos ligeros unidos por enlaces covalentes. Estos enlaces covalentes poseen una direccionalidad que permite generar redes periodicas y ordenadas. Durante la ultima decada han sido muchos los diferentes enlaces que se han desarrollado para la sintesis de estos materiales. Siendo los COFs basados en enlaces que involucran atomos de nitrogeno los que mayor desarrollo han experimentado. Entre estos los que caben destacar principalmente son los COFs basados en los enlaces imina y β -cetoenamina. Estas dos familias de COFs pese a ser muchas veces similares en estructura han demostrado poseer unas propiedades diferenciadas y comportarse de forma muy diferente frente a las diferentes aplicaciones para las que se han utilizado. Asi, en la presente tesis se lleva a cabo la comparacion en propiedades y su funcionamiento para diferentes aplicaciones tales como deteccion de contaminantes o catalisis de varias parejas isoestructurales de COFs basados en enlaces imina y β-cetoenamina. El primer capitulo consiste en una introduccion a la vanguardia en el campo de los COFs. Este capitulo presentara una vision general de los muy variados aspectos de estos materiales tales como su diseno, sintesis, propiedades o metodos de procesamiento empleados hoy en dia. En el Segundo capitulo de esta tesis se describe la sintesis de dos nuevos COFs basados en enlace imina y β-cetoenamina, que incorporan pirenos en la estructura de su red. Estos dos materiales muestran una fluorescencia en estado solida mediada por el apilamiento de sus capas. Este apilamiento depende a su vez del tipo de enlace en que este basado el material. El tercer capitulo describe el procesamiento de los dos COFs descritos en el capitulo anterior mediante exfoliacion en fase liquida en agua y la diferente respuesta de estos materiales frente a la misma en funcion de la naturaleza de sus enlaces. En coloide de COF en agua obtenido mediante este metodo es ademas probado como sensor quimico frente a varios contaminantes de agua tales como compuestos nitroaromaticos o colorantes organicos. En el capitulo 4 se describe un nuevo metodo de sintesis en condiciones suaves para un COF basado en enlaces β-cetoenamina. A este material y a su analogo isoestructural basado en enlaces imina se les introduce cobre mediante dos nuevos metodos. Estos involucran condiciones suaves y tratan de explotar la forma gelificada en la que ambos materiales se obtienen en un primer estadio de su sintesis. Los materiales una vez incorporado el cobre se emplearon como catalizadores heterogeneos para una reaccion de cicloadicion 1,3-dipolar.