Tetrametallic (gold, iridium and rhodium) complexes based on n-heterocyclic carbenes. From luminescent properties to supramolecular assemblies

Resumen

Esta Tesis Doctoral ha sido desarrollada en colaboración entre la Universitat Jaume I en Castellón (España) y la Westfälische Wilhelms-Universität en Münster (Alemania). La investigación trata sobre la preparación de diferentes complejos multimetálicos que contienen ligandos carbeno N-heterocíclico (NHC). Con este propósito, el objetivo principal es la obtención de nuevos ligandos basados en poli-NHC con sistemas poliaromáticos extendidos para la preparación de estos complejos, con una combinación de características que pueden dar acceso a aplicaciones fotofísicas y catalíticas interesantes. En la primera parte del trabajo fueron sintetizados una serie de complejos de oro(I) tetra-NHC con un conector central pireno tetra-alquino. Estos complejos exhibieron emisión fluorescente remarcablemente alta, con rendimientos cuánticos que excedieron el 90 %. Se supo que la emisión era principalmente debida a la presencia del fragmento central de pireno, aunque la presencia del metal es clave para alcanzar rendimientos cuánticos tan altos. Se utilizó microscopía confocal para estudiar la incorporación de los complejos luminiscentes en células sanas de la mejilla. En la segunda parte del trabajo, se preparó un ligando tetra-NHC centrado en pireno y se coordinó a rodio e iridio. Los complejos tetra-metálicos resultantes fueron completamente caracterizados. Una característica estructural interesante de estos complejos es que muestran quiralidad axial, dando lugar a conformaciones con sentido derecho e izquierdo. Se estudió la actividad catalítica de los complejos de rodio e iridio en la ciclación de ácidos carboxílicos acetilénicos y en el acoplamiento de difenilciclopropenona con fenilacetilenos sustituidos. Curiosamente, el complejo de tetra-iridio es el primer complejo de esta clase jamás testado para este tipo de reacción. En la parte final del trabajo, fue usado un ligando angular bis-imidazolin-di-ilideno puente para la preparación de un metalo-ciclofano supramolecular de tetra-oro. El ligando angular fue obtenido previamente por el grupo del Prof. Peris, pero este es el primer complejo supramolecular organometálico obtenido basado en este tipo de ligando. La estructura del metalo-ciclofano resultante fue determinada por medio de estudios de difracción de Rayos-X. Los resultados obtenidos demuestran que el ligando angular di-NHC rígido es una base adecuada para la construcción de estructuras metalo-supramoleculares con base organometálica.