Informe científico de investigador: Rigotti, Graciela Ester (2010-2011)
Resumen
- En los últimos años ha crecido el desarrollo de la síntesis de polímeros de coordinación, principalmente por sus posibilidades de generar estructuras multidimensionales requeridas tanto en los campos de la bioquímica como de la industria farmacéutica, y su aplicación potencial en dichas áreas. Los ácidos pyridindicarboxílicos son ligandos adecuados en la formación de dichas estructuras cristalinas, dado que presentan varios átomos con posibilidades de coordinación, como lo son los átomos de O de ambos aniones carboxilato y el N del anillo piridínico. En las últimas dos décadas se ha estudiado gran cantidad de complejos con metales de transición y lantánidos, que incluyen a los isómeros 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- y 3,5 del ácido pyridindicarboxílico. Hay pocos trabajos que reporten complejos formados por el ligando 2,5-pydcH2. - En tal sentido hemos realizado la determinación de la estructura cristalina y molecular de [Gd(III)(2,5-pydc)(H2,5-pdyc)(H2O)5].4H2O, que resultó isoestructural con su homólogo de europio. Hemos trabajado en el análisis térmico diferencial del compuesto, y en cinética de deshidratación en estado sólido, con la finalidad de establecer un mecanismo de reacción para la misma. - Estudio de los diferentes hidratos cristalinos de complejos de Zn(II) con ácido 2,5-piridinedicarboxílico, determinación de sus estructuras moleculares y deshidratación en fase sólida mediante TGA-DTA; estudios cinéticos. En un trabajo previo realizado por nosotros, (Elsa E. Sileo, Oscar E. Piro, Graciela Rigotti, Miguel A. Blesa, Alexandre S. de Araujo, Eduardo E. Castellano. Structure and thermal reactivity of Zn(II) salts of isocinchomeronic acid (2,5-pyridinedicarboxylic acid. Struct Chem DOI 10.1007/s11224-008-9341-8), se demostró que en el compuesto [Zn(2,5-pydc)(H2O)3Zn(2,5-pydc)(H2O)2]2, hay un primer pico endotérmico de deshidratación a 115 C, donde cada uno de los dos iones Zn octaédricamente coordinados pierden una molécula de agua para dar Zn4(2,5pydc)4(H2O)8, reteniendo la estructura de jaula, obteniéndose un diagrama de difracción de polvos PXRD, idéntico al del compuesto original. A 165 C, luego de la pérdida de cuatro moléculas de agua adicionales, PXDR indica la formación de una nueva fase cristalográfica, probablemente con iones Zn tetraédricamente coordinados. Se trató de realizar la síntesis de este compuesto a fin de estudiar su estructura molecular, y posteriormente un estudio de su cinética de deshidratación en estado sólido, con el objetivo de confirmar (o no) una posible deshidratación topotáctica. - Estudio de compuestos relacionados a [(2,6-pydc)2Co2(H2O)5].2H2O y sus diferentes hidratos, en este momento en etapa de obtención, habiéndose determinado la estructura cristalina y molecular de dicho compuesto. - Hemos continuado con la revisión de las estructuras de piridincarboxilatos resueltas a fin de poner en claro qué factores intervienen en la formación de dichas estructuras con metales divalentes de transición: posición de los grupos complejantes, tamaño y estructura electrónica del ión metálico, la temperatura de síntesis (que define la posibilidad de generar estructuras metaestables), y el pH (competencia de los iones metálicos por los grupos carboxilato). La comprensión de los factores que determinan las estructuras que adoptan los sólidos es de suma importancia en el diseño racional de materiales funcionales, que puedan actuar como secuestrantes de iones, adsorbentes, catalizadores o vehículos de liberación cinéticamente controlada. - Se ha continuado con la escritura de un libro de Química Inorgánica con fines docentes y de divulgación, en coautoría, adjuntándose copia de algunos capítulos al final de este informe. Punto 10.2. Técnicas utilizadas: Difracción de rayosX en muestras mono y policristalinas (LANADI); espectroscopía Raman e IR; microscopía óptica, microscopía electrónica de barrido; gravimetría isotérmica (en colaboración con el Dpto. de Química de Reactores, CNEA y el INQUIMAE, UBA); difracción de monocristal (en colaboración con el Instituto de Física de Sao Carlos, Sao Paulo, Brasil).