Diseño de Ln-MOFs para reconocimiento molecular

El objetivo de este proyecto es diseñar, obtener y ensayar nuevos compuestos de coordinación porosos cristalinos conteniendo iones lantánidos (Ln-MOFs) para su aplicación como materiales de reconocimiento molecular. La porosidad intrínseca de los MOFs (metal organic frameworks), junto a las características luminiscentes de los iones lantánidos, ofrece una plataforma ideal para reconocer diferentes moléculas huésped en forma reversible, específica y de fácil detección. Se toma como punto de partida una familia de compuestos Ln-MOFs de fórmula general [Ln2M3oda6], constituida por el ensamblaje de iones lantánidos (Ln), metales divalentes (M) y el ligando flexible oxidiacetato (oda). La variación de los iones metálicos (Ln y M) en el diseño de estos materiales da lugar a un gran número de potenciales compuestos cuyas propiedades topológicas y luminiscentes pueden ser reguladas finamente. Los compuestos ya conocidos de esta familia, en gran parte obtenidos por el grupo proponente, presentan características ideales para el reconocimiento molecular, ya que tienen una estructura que puede diseñarse racionalmente, porosidad permanente, alta superficie de contacto, estabilidad química y estabilidad térmica. Este proyecto permitirá en primer lugar ampliar el número de compuestos conocidos en esta familia de Ln-MOFs, trabajando en particular con algunos iones divalentes que han sido menos explorados así como generando compuestos mixtos conteniendo más de un ion lantánido u otros iones que no han sido explorados hasta ahora. Mediante una adecuada variación de los iones metálicos empleados en estos compuestos, se obtendrán dos tipos de estructuras potencialmente utilizables para reconocimiento molecular. Por una parte se obtendrán compuestos porosos de tipo hexagonal que se emplearán como receptores de pequeñas moléculas. Estos compuestos presentan canales hexagonales que se extienden a lo largo de la estructura y que se encuentran ocupados por moléculas de agua fácilmente removibles térmicamente, sin pérdida de estabilidad en la estructura. Asimismo, mediante modificación adecuada de los bloques de construcción y de las condiciones de síntesis se prepararán nuevos compuestos con la misma fórmula general pero ensamblados en una estructura cúbica menos porosa que presenta parte de los iones metálicos no coordinados al ligando, sino como contraiones de la estructura, los que podrían ser potencialmente intercambiados por otros cationes. Los compuestos hexagonales serán ensayados como receptores de pequeñas moléculas mientras que los cúbicos se emplearán para reconocimiento de cationes. Se estudiará comparativamente las capacidades de reconocimiento molecular de los nuevos compuestos obtenidos, así como de los ya existentes, con el fin de seleccionar los mejores materiales para reconocimiento específico de diferentes sustratos, estudiar su potencialidad, determinar las mejores condiciones para emplearlos y evaluar su sensibilidad y especificidad.