Estudio experimental y computacional de polígonos supramoleculares de Ni, Pd y Pt autoensamblados con 4,4´-bipiridina

Experimental and computational studies of Ni, Pd and Pt supramolecular polygons self-assembled with 4,4´-bipyridine

Los polígonos y poliedros supramoleculares presentan diversas y  novedosas aplicaciones como nanoreactores, en química de inclusión, nanosensores moleculares, entre otras. En este trabajo se presenta la síntesis, caracterización y comparación de polígonos supramoleculares autoensamblados entre complejos de tipo [M(dppe)(TOF)₂], con centros metálicos de un mismo grupo (M = Ni, Pd y Pt) y la molécula orgánica 4,4-bipiridina. Los análisis realizados por Uv-vis, FT-IR, Raman, ¹H-, ³¹P-, ¹H COSY- y ¹⁹F- RMN, demostraron que el complejo que contiene níquel formó únicamente un cuadrado, mientras que los complejos que contienen paladio y platino presentaron un equilibrio triángulo-cuadrado. Además se realizaron cálculos PM6 para los complejos supramoleculares, considerando sistemas catiónicos y neutros, tanto en fase gaseosa como en disolución. Los resultados muestran que para los tres metales, sin importar el medio, se ve favorecida energéticamente la formación de cuadrados en comparación con la formación de triángulos. Además, se observa que los centros de Ni favorecen más la formación de cuadrados, mientras que los centros de Pd la favorecen menos. Las tendencias teóricas se encuentran en concordancia con los resultados experimentales.

Introducción

La construcción de arreglos moleculares basada en el reconocimiento entre unidades moleculares complementarias, ha permitido obtener una amplia variedad de polígonos y poliedros supramoleculares. En la síntesis de estas estructuras, los metales de transición más utilizados han sido el Paladio(II) y el Platino(II) (1, 2). Sin embargo, se han encontrado reportes en los cuales se han empleado otros metales tales como: Cromo (3), Plata (4), Molibdeno (5) y Rodio (6), entre otros. De igual manera, a la fecha únicamente se han encontrado reportes de dos cuadrados supramoleculares (7, 8) y de dos cubos (9, 10), sintetizados a partir de complejos de Níquel(II) con diferentes ligantes conectores. La construcción de cuadrados moleculares a partir de centros metálicos de Pd(II) y Pt(II), los cuales han sido desarrollados principalmente por Fujita y Stang (1, 2, 12), ha despertado el interés científico por las amplias propiedades y aplicaciones químicas encontradas, como nanoreactores, sensores moleculares, química de inclusión, síntesis de nano partículas, nano catálisis y reconocimiento molecular (13, 14).