Diseño, síntesis y evaluación de estructuras bidimensionales orgánicas como nuevos dispositivos en electrónica molecular

Resumen

El trabajo realizado durante la presente Tesis Doctoral se ha organizado en dos bloques que corresponden a dos líneas de investigación diferentes que se desarrollan en el grupo. El primero está dedicado al diseño, síntesis y caracterización de moléculas orgánicas como nuevos dispositivos en electrónica molecular y recoge los capítulos 1 y 2. El segundo bloque (capítulo 3) incluye el trabajo realizado en el campo de la química de radicales mediada por complejos de Ti(III) en la que el grupo tiene una dilatada experiencia. Al comienzo de cada capítulo se incluye una introducción y el objetivo de cada proyecto. El desarrollo de cada uno de los objetivos comprende los antecedentes y la discusión de los resultados así como las conclusiones, perspectivas y la parte experimental. En el capítulo 1 denominado ¿Towards the synthesis of carbon networks based on graphyne substructures¿ se presenta una introducción que pretende mostrar el creciente interés de la comunidad científica en el desarrollo de alótropos bidimensionales del carbono y algunas de las metodologías que se han llevado a cabo para sintetizar fragmentos de grafeno y estructuras relacionadas como el grafino.1 A continuación, se exponen los resultados obtenidos en la síntesis de subestructuras anisotrópicas del grafino con malla de tetrabenzociclina que podrían actuar como cables moleculares desconectados electrónicamente aunque unidos covalentemente (objetivo 1). En este primer capítulo también se incluyen los primeros esfuerzos dedicados a la síntesis de estructuras 2D-conductoras mediante una aproximación supramolecular (objetivo 2). Como los dehidrobenzoanulenos, los oligómeros lineales tipo fenilacetileno son subestructuras del grafino. La libertad conformacional de estos oligómeros nos ha permitido desarrollar subestructuras del grafino no planas. En el capítulo 2, titulado ¿Synthesis and characterization of graphyne-based helical scaffolds¿ se incluyen los resultados obtenidos en el desarrollo de hélices con estructura de o-phenylene-ethynylene (oPE) siguiendo dos estrategias diferentes: la restricción conformacional mediante la formación de enlaces covalentes2 (objetivo 1) y la inducción de la estructura helicoidal mediante la formación de complejos Ag(I)- alquino (objetivo 2). Dichos estudios han generado resultados muy esperanzadores dirigidos al desarrollo de complejos organometálicos quirales con ligandos helicoidales con potenciales propiedades como catalizadores como se recoge en el apartado de conclusiones y trabajo futuro. En el tercer capítulo titulado ¿Ti/Pd-mediated Michael-type conjugated additions¿, tras una introducción que pretende proporcionar una visión general de los fundamentos, reactividad y aplicaciones a la síntesis de la química del cloruro de bis(ciclopentadienil)titanio(III), se presentan los resultados obtenidos en el desarrollo de nuevas metodologías de síntesis para la formación de carbo- y heterociclos de cinco y seis miembros mediante reacciones de adición tipo Michael.3 El uso combinado de los metales de transición Ti/Pd ha permitido la formación de nuevos enlaces C-C a partir de pronucleófilos alílicos estables como son los carbonatos y carboxilatos.