Complejos de coordinación basados en ligandos quirales derivados de aminoácidos : síntesis, caracterización estructural y estudios de reconocimiento enantioselectivo

• Autores: Sánchez Montilva, Olga Carolina
• Año de publicación: 2018
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Di Salvo, Florencia
• Materia: QUIRALIDAD; AMINOACIDOS; COMPUESTOS DE COORDINACION; ORGANOCATALISIS; CATALISIS; SINTESIS ASIMETRICA; CHIRALITY; AMINO ACIDS; COORDINATION COMPLEXES; ORGANOCATALYSIS; CATALYSIS; ASYMMETRIC SYNTHESIS
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

La quiralidad en complejos de coordinación es una propiedad que resulta atractiva para el desarrollo de diferentes tipos de sistemas moleculares. Esto ha generado en los últimos años un gran avance en el estudio de sistemas que presentan esta característica, tanto desde el punto de vista de la síntesis de nuevos compuestos e investigación de sus propiedades, como en la exploración de sus aplicaciones. Entre las más relevantes se pueden mencionar el uso de catalizadores quirales para síntesis asimétrica, tema de gran interés tanto en el ámbito científico como industrial, el desarrollo de materiales con propiedades quiro-ópticas para su aplicación como sensores y dispositivos de óptica no lineal, así como el diseño de Metal Organic Frameworks (MOFs) homoquirales utilizados en separaciones enantioselectivas y empleados como mímicos de enzimas. Con la finalidad de explorar esta temática, el presente trabajo de tesis se centró en el estudio de ligandos quirales derivados de L-α-aminoácidos y de sus respectivos complejos de coordinación. Para ello se sintetizaron una serie de familias derivadas de L-α-aminoácidos a partir de diferentes aldehídos aromáticos, que por la presencia de varios grupos funcionales son capaces de establecer uniones de coordinación con diferentes iones metálicos. Una vez caracterizados los mismos, se estudió la relación entre sus propiedades estructurales y sus propiedades físicas y químicas, explorando especialmente su actividad catalítica frente a reacciones de síntesis asimétrica de aldoles. Gran parte de los compuestos sintetizados, tanto las moléculas orgánicas quirales como sus respectivos complejos de coordinación, presentaron una excelente performance como catalizadores para las reacciones estudiadas. A través de los resultados experimentales y por metodologías computacionales basadas en la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT – Density Functional Theory), se propusieron y evaluaron los posibles mecanismos de reacción asociados a los diferentes catalizadores a partir del estudio de los intermediarios y estados de transición del proceso catalítico.
Chirality is one of the most attractive and desired property in the development of diverse molecular systems. Thus, in the recent years the study of systems that present this characteristic has received much attention, either from the point of view of the synthesis of new compounds and investigation of their properties, or for the exploration of their applications. Some of the most relevant interests that motivate the development of these systems are asymmetric catalysis, a topic of great interest in both, scientific and industrial communities, the obtaining of materials with chiro-optical properties for their application as sensors and non-linear optics devices, and the design of homochiral Metal Organic Frameworks (MOFs) to be used in enantioselective separations and as enzyme-like catalysts. In order to explore this topic, this PhD work was focused on the study of chiral ligands derived from L-α-amino acids and their coordination complexes. A series of families of chiral compounds were derived synthesized from L-α-amino acids and different aromatic aldehydes, which by the presence of several functional groups are able to establish coordination bonds with different metal ions. After a complete characterization of the new systems, the relationship between their structural properties and their physical and chemical properties was studied, especially exploring their use as catalysts in asymmetric aldol synthesis. Most of the synthesized compounds, both the chiral organic molecules and their respective coordination complexes, presented an excellent performance as catalysts for the studied reactions. Through the experimental results and computational methodologies based on the Density Functional Theory (DFT), the possible reaction mechanisms associated with the different catalysts were proposed and evaluated.
Fil: Sánchez Montilva, Olga Carolina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.