Green synthesis of coordination polymers using supercritical carbon dioxide

Departament responsable de la tesi: Departament de Química. Recentment l'interès per la investigació en polímers de coordinació (CPs) i en xarxes metal·lorgàniques (MOFs) ha crescut degut al potencial d'aquests materials per nombroses aplicacions com per exemple, l'alliberació controlada de fàrmacs, la catàlisi i l'emmagatzematge i la separació de gasos. Generalment aquests materials són sintetitzats utilitzant dissolvents orgànics tòxics i altes temperatures. Per aquest motiu, és necessari desenvolupar rutes sintètiques més sostenibles per accelerar l'expansió industrial d'aquests productes. L'objectiu principal del treball és sintetitzar CPs utilitzant tecnologies sostenibles basades en l'ús del diòxid de carboni supercrític (scCO2) com a dissolvent. Fins avui, la utilització d'aquest dissolvent en l'àrea dels CPs i MOfs ha estat restringida a etàpes d'activació o neteja post-sintètica. No obstant l'ús de scCO2 pot anar més enllà i pot ser utilitzat també com a solvent en la síntesi d'aquest materials. Per tant, l'objectiu principal d'aquesta tesi és demostrar aquesta possibilitat, establir un protocol sintètic. Per tal d'aconseguir aquest objectiu, s'ha desenvolupat una nova metodologia per explorar la síntesis de nous polímers de coordinació homometàl·lics o heterometal·lics de diferents dimensionalitats. Els CPs s'han obtingut mitjançant la reacció de complexos metàl·lics insaturat i els lligands orgànics en scCO2. S'han seleccionat diferents complexes organometàl·lics fluorats i lligands orgànics N-donadors tenint en compte la seva solubilitat en scCO2. Pels sistemes on s'utilitzen complexos metàl·lics amb baixa solubilitat, s'ha desenvolupat una alternativa basada en la utilització de lligands auxiliars pel metall. També s'han utilitzat connectors tipus bipiridina lineals o polipiridina trigonals. L'interès en la utilització d'aquests N-donadors per la síntesi de CPs està relacionat amb la geometria plana del nucli, que és ideal per generar estructures molt simètriques. Degut al caràcter sostenible de la síntesi s'ha considerat també el seu ús per la síntesi de materials biocompatibles. Per aquest motiu, com a prova de concepte, s'han utilitzat els productes naturals curcumina i àcid ferúlic com a lligands biocompatibles per la síntesi de bioMOFs de dos i de tres dimensions. En resum, al llarg dels diferents capítols de la tesis es demostra la viabilitat de la utilització del scCO2 per la síntesis de CPs i MOFs. S'ha aconseguit cristal·litzar 17 nou