Tesis Doctorado
Nuevos sistemas supramoleculares: compuestos de inclusión de matrices binarias de urea y tióurea
Autor
Yutronic-Sáez, Nicolás
Garland, María Teresa
Universidad de Chile
Institución
Resumen
Esta tesis constituye una incursión y contribución al conocimiento de la
química supramolecular y de la química de las interacciones sutiles en el ámbito
de compuestos polimoleculares derivados de las matrices binarias de urea y
tiourea.
Se sintetizaron y caracterizaron los compuestos de inclusión de las
matrices aniónicas urea/cloruro, urea/bromuro, urea/yoduro, tiourea/cloruro,
tiourea/bromuro, tiourea/yoduro incorporando como huésped el catión
diquinuclidonio. Las matrices están formadas por unidades de urea o tiourea
que se unen entre sí mediante puentes de hidrógeno y puentes de halógeno.
Las uniones entre las matrices y los huéspedes son débiles, de naturaleza no
específica.
Los compuestos obtenidos se caracterizaron a través de las técnicas
difracción de rayos-X en muestras policristalinas y monocristal, análisis térmico
diferencial (DTA), calorimetría diferencial de barrido (DSC), termogravimetría
(TG), 1 H y 13C-RMN en solución y 1 H—RMN en sólido, espectroscopia infrarroja
e impedancia compleja. Todos estos compuestos presentan propiedades
estructurales conmensuradas. Las sustancias obtenidas en general poseen
estructuras características diferentes de los clatratos típicos, excepto aquéllas
de las matrices tiourea/cloruro y tiourea/bromuro que presentan canales
hexagonales. Tiourea/yoduro, urea/bromuro y urea/yoduro presentan
estructuras laminares. Urea/cloruro posee una estructura particular con una
matriz de tipo bicanal. Estimaciones de las propiedades conductoras de los compuestos
sintetizados demostraron que estos se comportan como poco conductores y
anisótropos. La conductividad varía de acuerdo al ambiente en que se realicen
los experimentos, esto es, vacío, humedad y temperatura. Como valores
extremos se obtuvieron 1.13 x iO para urea-bromuro/diquinuclidonio en
sistema abierto a 77°C y 4.82 x 10h1 para tiourea-bromuro/diquinuclidonio al
vacío y 25°C, ambas medidas en pastillas.
Los compuestos sintetizados no descomponen antes de la fusión y la
destrucción de la matriz y pérdida de huésped ocurre generalmente en ese
punto.
Todos los compuestos obtenidos en esta tesis muestran un efecto motriz
muy particular al romperse la matriz en presencia de solventes como agua o
dimetilsulfóxido, producido por el efecto de abandono acelerado del huésped.
Lo anterior es acompañado de la aparición de un color rosado en presencia de
fenolftaleina como indicador.
También se sintetizó y caracterizó el compuesto binario de tiourea con
quinuclidina cuya estructura no estaba reportada, se trata de una estructura
típica de compuesto binario tipo túnel de tiourea.
Se pudo demostrar experimentalmente por 13C CP-MAS un equilibrio al
interior de la matriz de tiourea de un compuesto binario a través de un
desplazamiento de huéspedes, sin ocurrir la destrucción de la matriz. Intentos de síntesis de compuestos de inclusión ternarios halogenados
de urea y tiourea con fosfinas aromáticas y cíclicas no aromáticas fueron infructuosos, lo mismo aconteció con éteres corona litiados.