Development of new fluorophore-tethered ortho-carborane systems: An approach for unique photophysics and applications

Resum

El treball que es presenta en aquest manuscrit segueix línies de recerca iniciades al Grup de Catàlisi i Síntesi Inorgànica (LMI) de l’Institut de Ciències de Materials de Barcelona (ICMAB-CSIC), basades en la síntesi, caracterització i estudi de nous derivats de clústers de bor amb propietats fotoluminiscents. i les aplicacions potencials. S’han sintetitzat i caracteritzat diversos tipus de fluoròfors funcionalitzats amb carborà (és a dir, fluorè, tiofè, BODIPY, peril·lendiimida, truxè). S’ha estudiat detalladament el comportament fotoluminiscent de tots aquests sistemes i, en especial, la influència del clúster o-carborà en aquestes propietats. És important assenyalar que en la darrera dècada hi ha hagut un interès creixent en la síntesi de materials moleculars basats en clústers de carborà i especialment en lestudi de les seves propietats de fluorescència, tant en solució com en estat sòlid. La primera publicació relacionada amb aquest tema va ser del nostre grup, el 2007, i des de llavors hem estat treballant per explorar aquest nou camp dins dels clústers de bor. L’aportació i l’avenç que ha fet el nostre grup dins d’aquesta àrea de recerca ha estat molt ampli, i en els darrers anys s’ha dut a terme una investigació més enfocada a aplicar aquests materials tant en optoelectrònica com en biomedicina. Hi ha 4 capítols en resultats i discussió, i cada capítol destaca l’ús de diversos fluoròfors diferents, com fluorè, tiofè, peril·lendiimida, truxè i tints BODIPY units a grups de carborà amb i sense espaiador (cadenes de lloc), formant un nou sistema pi conjugat. que contenen unitats donadores i acceptores. Després, els precursors inicials i els compostos finals que contenen unitats de carborà es van estudiar a fons en termes de caracterització, propietats fotofísiques que inclouen UV-Vis, FL, DLS, pel·lícules primes, DFT, anàlisi de voltamperometria cíclica en alguns casos. Els capítols 4 i 5 estan realitzats en col·laboració amb la Dra. Cristina Prandi (Universitat de Torí) i el Dr. Jordi Hernando (UAB)._x000D_ Es van preparar per primera vegada nanopartícules monomèriques dispersables en aigua que consisteixen en grups o-carborà i els fluoròfors (derivats de fluorè i perilè diimida) units a ells sense espaiador i amb un espaiador -CH2, respectivament. Aquestes nanopartícules que contenen els nostres compostos es poden investigar més a fons per a possibles aplicacions en el camp de la biomedicina i els dispositius optoelectrònics. Al costat d’això, hem tractat de destacar alguns dels avantatges deguts a la incorporació de fraccions d’o-carborà als sistemes fluorescents com són la solubilitat més gran, l’emissió induïda per agregació en estat sòlid i la capacitat d’acceptació d’electrons dels sistemes. . Per al darrer capítol, els estudis de DFT s’han realitzat en col·laboració amb el Prof. Pascal Lacroix de la Université de Tolosa, França. El nostre enfocament va ser considerar un braç d’aquests sistemes de tres branques i optimitzar i calcular el seu espectre UV, tant a l’estat fonamental com a l’estat excitat, usant el mètode CAM-B3LYP/6-31G* i el solvent com a THF. Es van realitzar mesuraments d’absorció de dos fotons (TPA) en col·laboració amb el Dr. Jean Pierre Malval de la Universitat de Haute-Alsace, França, que no van donar resultats satisfactoris, probablement a causa de la baixa eficiència quàntica. Juntament amb els càlculs de DFT, els estudis de voltamperometria cíclica van mostrar que els valors d’energia de banda prohibida de HOMO i LUMO per a tots els compostos coincidien amb els valors de banda prohibida de TPA. S’està treballant en aquesta adreça. S’està treballant més en aquesta adreça.

Data del Ajut	26 d’oct. 2022
Idioma original	Anglès
Supervisor	Nuñez Aguilera, Maria Rosario (Director/a)