RESULTADOS Y DISCUSIONES

Síntesis y Caracterización de los Receptores

Mediante la reacción descrita en el Esquema 1a en la sección de Materiales y

Métodos, se pudieron aislar los cinco receptores, para los cuales se utilizó un mismo

sistema de purificación: lavados en CH2Cl2, recristalización en etanol y por último

secado en estufa de vacío. Todos los receptores se caracterizaron utilizando técnicas

convencionales; en la Tabla 2 se muestran las principales características físicas de

estos compuestos. Se puede observar que todos fueron obtenidos con un buen

rendimiento. En cuanto a la técnica de espectrometría de masas, se observaron las

señales correspondes a los iones moleculares de los compuestos. Además, en el caso

del receptor 1-B se observó una señal a 737 m/z, la cual se atribuye a la formación de

su dímero. Por otro lado, en lo que respecta a los estudios de los compuestos por la

técnica UV/Vis en un sistema CH3CN:DMSO (90:10) se encontró que los espectros

de absorción electrónica de los receptores 1-M y 1-P, difieren a los de los obtenidos

para 2-M y 2-P (ver Figura 18). En el caso de los receptores con sustituyente 1-naftil,

se observó para cada compuesto, una banda no estructurada con un máximo de

emisión a los 300 nm; dicha banda se atribuye a la transición π→π*. Para los

receptores con sustituyente 2-naftil, se observó en cada caso una banda de absorción

estructurada cuyos máximos de absorción se presentaron a 287 y 298 nm. En la Tabla

2, se presentan los coeficientes de extinción molar obtenidos para los máximos de

absorción de los receptores. Comparando estos valores se puede observar que hay una

gran diferencia en los valores de ε de los receptores 1-M y 1-P con respecto a sus

isómeros 2-M y 2-P, destacándose estos últimos por sus altos valores. En el apartado

de Apéndices, se presentan los espectros de absorción electrónica de los compuestos.

Tabla 2. Resumen de aspectos relevantes de los receptores obtenidos en la

caracterización de estos por diferentes técnicas.

RECEPTOR RENDIMIENTO (%)

PUNTO DE FUSIÓN (°C)

MASAS FAB+ (m/z)

COEFICIENTE DE EXTINCIÓN MOLAR, ε

(dm3mol-1cm-1)

1-B 90 223 369.16; 737.3

1-M 80 223-225 659.26 ε300 = 22,637 1-P 93 231-232 659.26 ε300 =17,155 2-M 92 274.7-280.2 659 ε287 = 49,774; ε298 =

49,316 2-P 80 269-272 659 ε287 = 44,429; ε298 =

44,224

250 300 350 4000.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

Abs

orba

ncia

(A)

λ nm250 300 350

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

Abso

rban

cia

λ nm

a) b)

Figura 18. a) Espectro de absorción electrónica a varias concentraciones, en

CH3CN:DMSO 90:10, de los receptores: a) 1-M y b) 2-P.

RMN 13C

Se obtuvieron los espectros de RMN 13C para los receptores 1-P, 2-M y 2-P. En estos

solo se encontraron 20 señales, debido a la simetría de la molécula, que corresponden

a los 42 átomos de carbono del receptor y destaca la señal correspondiente al

carbonilo. Los espectros se encuentran en el Apéndice 3.

RMN 1H

Se llevó a cabo una asignación parcial de las estructuras de los receptores mediante

RMN 1H en una y dos dimensiones. Debido a que los receptores bicromofóricos son

isómeros, presentan la misma numeración de la cadena de carbono principal (Figura

19), en base a esta se presenta en la Tabla 3, donde la asignación parcial de las

señales presentes en los espectros obtenidos. Debido a la complejidad de estos, no

todas las señales pudieron ser asignadas. En la figura 20 se presentan las estructuras

de los receptores. Los espectros de los receptores se encuentran en el Apéndice 4.

OO

NH

NH

O

HN

HN

O

1

34

5

79 10

11

12

16

1718 20

21

2223

Ha

Hb

Hc Hd

He

Hf

Hg

1

2

Figura 19. Espectro de RMN 1H (DMSO-d6) y estructura química del receptor 1-M.

Tabla 3. Asignación de los espectros de RMN 1H (DMSO-d6) de los receptores

bicromofóricos.

RECEPTORES BICROMOFÓRICOS

1-M 1-P 2-M 2-P

Carbon

o

δa Protó

n

δa Protó

n

δa Protó

n

δa Protó

n

1 7.69(s) Ha 7.56(s) Ha 7.67(s) Ha 7.57(s) Ha

2 ns 7.56(s) Ha ns 7.57(s) Ha

5 7.56(s) Ha 7.57(s) Ha

6 7.56(s) Ha 7.57(s) Ha

7 5.311(s)

HC 5.310(s)

Hb 5.28(s) Hb 5.28(s) Hb

9 7.03-7.07(m)

Hd 7.03-7.11(m)

Hc 7.02-7.09(m

)

Hc 7.02-7.09(m

)

Hc

10 6.87- 6.97(m)

He 6.87-6.95(m)

Hd 6.87-6.92(m

)

Hd 6.87-6.92(m

)

He

11 6.87- 6.97(m)

He 6.87-6.95(m)

Hd 6.87-6.92(m

)

Hd 6.87-6.92(m

)

He

12 8.11-8.13(dd

)

Hf 8.12-8.14(dd

)

He

15 ns ns 7.77(s) He 7.77(s) Hf

16 8.17- 8.20(m)

Hg 8.16-8.19(m)

Hf ns Ns

Fenilo-NHCO

8.71(s) NH1

8.68(s) NH1

8.29(s) NH1

8.29(s) NH1

Naftilo-NHCO

9.37(s) NH2

9.37(s) NH2

9.61(s) NH2

9.62(s) NH2

a.- expresando en ppm; s: singulete; m: multiplete; dd: doble de doble; ns: no se presenta señal.

a) b)

c)

Figura 20. Estructuras parcialmente asignadas de los receptores: a) 1-P; b) 2-M y

c) 2-P.

Estudios de Reconocimiento Molecular

Antes de realizar los estudios de reconocimiento molecular, se llevaron a cabo

algunos ensayos cualitativos con los huéspedes a utilizar. Lo anterior, con el fin de

identificar que huéspedes eran los que causaban cambios significativos en los

diferentes espectros de los anfitriones. Por lo tanto, los estudios de complejación no

fueron realizados para todos los sistemas por todas las técnicas, sino que se eligieron

hacer los estudios para los huéspedes que podrían provocar cambios mayores en los

espectros de los receptores. De los resultados obtenidos, se puede destacar lo

siguiente: para los complejos de los halogenuros seleccionados, sólo se observaron

cambios significativos por la técnica de RMN de 1H. Con respecto a los huéspedes

carboxilatos, en particular el ión acetato se estudió por todas las técnicas, lo cual no

fue así para el benzoato. En contraste a este último huésped, los estudios de

complejación con los huéspedes dicarboxilatos se realizaron por las técnicas de

absorción y emisión electrónica, y finalmente los oxoaniones se estudiaron

únicamente por las técnicas de emisión electrónica y de RMN 1H.

Espectroscopia de Absorción Electrónica (UV-Vis).

Los primeros estudios realizados mediante esta técnica fueron realizados utilizando al

receptor 1-B, para lo cual se utilizó una disolución 3.5x10-5 M y la concentración de

los huéspedes varió desde 0.001 mM hasta 0.1 mM. Cabe recordar, que todas las

disoluciones se prepararon en una mezcla de disolventes CH3CN:DMSO (90:10). Los

resultados obtenidos demostraron que se presentan cambios poco significativos en los

espectros del receptor por complejación. Entre los más destacados se encontró que

frente al suberato se observó un pequeño incremento en la absorción del receptor

debido a la presencia de este anión (Figura 21a). Del ajuste de los datos de la gráfica

de absorbancia vs [suberato] (Figura 21c), mediante la ecuación, se determinó una

constante de asociación de 24 M-1, lo cual indica una muy baja afinidad. Se observó

también un comportamiento similar del receptor frente al anión glutarato (Figura 21b

y d).

250 275 300 325 350 375 4000.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

Abs

orba

ncia

(A)

λ nm

0.0000 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.0010 0.0012 0.0014

0.44

0.45

0.46

0.47

0.48

0.49

0.50

0.51

0.52

0.53

Abso

rban

cia

(A)

[Suberato], M

a) c)

250 300 350 4000.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

Abs

orba

ncia

(A)

λ nm

-0.0001 0.0000 0.0001 0.0002 0.0003 0.0004 0.0005 0.0006 0.00070.44

0.45

0.46

0.47

0.48

0.49

0.50

0.51

Abs

orba

ncia

(A)

[Glutarato], M

b) d)

Figura 21. Espectros de bsorción de 1-B 3.5x10-5 M en CH3CN:DMSO 90:10 a

diferentes concentraciones de: a) glutarato (intervalo: 8x10-5-6.28x10-4 M y b)

suberato (intervalo: 8x10-5-1.24x10-3 M). Gráficas de Absorción a 293 nm vs

concentración de: c) glutarato y d) suberato; la línea sólida representa el perfil teórico

obtenido por el ajuste de los datos con la ec. 17.

De igual forma, se llevaron a cabo estudios mediante esta técnica con el

receptor 1-M. Los cambios más significativos se presentaron frente al anión acetato.

Se observó un ligero incremento en los máximos de absorción a 300 nm y 327 nm,

además de un ligero desplazamiento hacia el rojo. Mediante el ajuste de los datos con

la ecuación 24 se calculó una constante de 4914 M-1 (Figura 22). También se puede

mencionar el resultado obtenido con el receptor 1-P en presencia del anión suberato,

donde se observó un ligero incremento en su espectro de absorción (Figura 23)

pudiéndose calcular una constante de asociación de 256 M-1.

Dado que los cambios registrados fueron pequeños, se concluyó que la técnica

UV-Vis es poco sensible para el caso de estos sistemas. Es por ello que los estudios

mediante esta técnica no se realizaron con todos los complejos.

250 275 300 325 350 375 4000.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

Abs

orba

ncia

(A)

λ nm

0.000 0.002 0.004 0.006 0.008 0.0100.32

0.34

0.36

0.38

0.40

0.42

0.44

0.46

0.48

0.50

0.52

Abo

rban

cia

(A)

[Acetato], M

a) b) Figura 22. a) Espectros de absorción electrónica de 1-M 3x10-5 M a diferentes

concentraciones de acetato (invervalo: 3.98x10-4-1x10-2 M) en CH3CN:DMSO 90:10. b)

Gráfica de absorción de 1-M a 327 nm vs concentración de acetato; la línea sólida representa

el perfil teórico obtenido por el ajuste de datos con la ec. 17.

250 275 300 325 350 375 4000.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

Abs

orba

ncia

(A)

λ nm

0.0000 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.0010 0.0012 0.00140.62

0.64

0.66

0.68

0.70

0.72

0.74

0.76

0.78

Abso

ranc

ia (A

)

[Suberato], M

b) d) Figura 23. a) Espectros de absorción electrónica de 1-P 3x10-5 M a diferentes concentraciones de suberato (intervalo: 8x10-5-1.24x10-3 M), en CH3CN:DMSO 90:10. b)

Gráfica de Absorción de 1-P a 300 nm vs concentración de acetato; la línea sólida representa el perfil teórico obtenido por el ajuste de datos con la ec. 17.

Espectroscopia de Emisión Electrónica (fluorescencia)

Los estudios con el receptor 1-B se realizaron a partir de una solución 5x10-7 M en

CH3CN:DMSO 90:10, en la cual se excitó a una longitud de 300 nm, y el máximo de

emisión se observó a 363 nm. En analogía a los resultados obtenidos por la técnica

anterior, por fluorescencia se observaron en general cambios poco significativos en

esta molécula inducidos por complejación. Los cambios más pronunciados se

observaron para 1-B frente al anión oxalato. En este caso, se observó una disminución

en la intensidad del máximo de emisión; sin embargo, no se observó la banda

correspondiente al excímero intramolecular (Figura 24). Del ajuste por regresión no

lineal de los datos de emisión del receptor vs la concentración del anión, mediante la

ecuación 23, se obtuvo una constante de asociación de 4764 M-1. Los resultados

obtenidos en las restantes titulaciones, se pueden consultar en el Apéndice 5. Debido

a que los resultados obtenidos con esta molécula no fueron del todo significativos, no

se procedió a hacer estudios con esta molécula mediante RMN 1H. Es importante

mencionar que el objetivo de sintetizar a esta molécula fue meramente para fines

comparativos con respecto a los cuatro receptores bisurea bicromofóricos. Debido a

lo mencionado, y dado que se observó una baja afinidad de esta molécula hacia los

huéspedes, se puede inferir que es muy importante la presencia de dos sitios de

reconocimiento que enlacen de manera cooperativa al anión, además de otros

aspectos incorporados en los anfitriones bisurea.

320 340 360 380 400 420 440 460 480 5000

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

I (U

.A.)

λ nm

0.0000 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.0010 0.0012

380

400

420

440

460

480

I (U

.A.)

[Oxalato], M

a) b)

Figura 24. Espectros de emisión electrónica de 1-B 5x10-7 M a diferentes

concentraciones de oxalato (intervalo: 4x10-5-1.085x10-3 M), en CH3CN:DMSO

90:10. b) Gráfica de la intensidad de emisión de 1-B a 363 nm (λexc=300) vs

concentración de oxalato; la línea sólida representa el perfil teórico obtenido por el

ajuste de datos con la ec. 23.

Al utilizar esta técnica con los cuatro receptores bicromofóricos, se obtuvieron

mejores resultados, con cambios mucho más significativos. Cabe comentar que

únicamente en uno de los casos se observó la formación de la banda de emisión del

excímero. Para este receptor se realizaron titulaciones con los huéspedes cloruro,

acetato, fosfato, nitrato y los dicarboxilatos oxalato, glutarato, suberato.

En general, los resultados obtenidos en presencia del anión cloruro, fueron

poco significativos. En la Figura 25 se observan los espectros de emisión del receptor

1-M en presencia de dicho anión, sin embargo no se pudo realizar el ajuste con los

cambios registrados.

320 340 360 380 400 420 440 460 480 5000

50

100

150

200

250

I/ (U

.A.)

λ nm

Figura 25. Espectros de emisión electrónica de 1-M 3x10-7 M (λexc=300), a diferentes

concentraciones de cloruro (intervalo: 6.64x10-4-1.04x10-2 M), en CH3CN:DMSO

90:10.

Por otro lado, los cambios observados en los espectros de los receptores en

presencia del oxoanión nitrato son mínimos, indicando de nuevo, un poca afinidad

por parte de los receptores bicromofóricos frente a este anión. Pero cabe destacar, que

el comportamiento de los receptores, frente a fosfato fue distinto, y se destacan las

afinidades de los receptores 1-M (Figura 26a y b) y del receptor 2-M hacia este anión.

En este último, se observó un comportamiento muy particular, donde la intensidad de

emisión en el máximo (265 nm) disminuyó con la presencia del huésped, pero

además, tras las primeras adiciones del huésped se comenzó la aparición de una

nueva emisión hacia longitudes de onda más grande, lo cual indica una formación del

excímero intramolecular. Sin embargo, el dímero no es la especie predominante, y de

hecho la banda de emisión del monómero no desapareció, solo disminuyó su

intensidad. Los cambios registrados se analizaron mediante la ecuación 23 y la

constante de asociación que se obtuvo fue del orden de 104 M-1 (Figura 26d).

320 340 360 380 400 420 440 460 480 500

0

50

100

150

200

I(U.A

.)

λ nm

0.0000 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.0010 0.0012110

120

130

140

150

160

170

180

190

I (A

.U.)

[Fosfato], M

a) c)

320 340 360 380 400 420 440 460 480 5000

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

I (U

.A.)

λ nm

0.0000 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.0010120

130

140

150

160

170

180

190

I (U

.A.)

[Fosfato], M

b) d) Figura 26. Espectros de emisión electrónica de: a) 1-M 3x10-7 M a 370 nm

(λexc=300) y b) 2-M 2x10-7 M a 365 nm (λexc=298 nm) a diferentes concentraciones

de fosfato (intervalos: 4x10-4–1.2x10-3 M y 6.64x10-4-1.836x10-3 M, respectivamente)

en CH3CN:DMSO 90:10. Gráfica de intensidad de emisión de: c) 1-M a 370 nm y d)

2-M a 365 nm vs concentración de fosfato; la línea sólida representa el perfil teórico

obtenido mediante el ajuste de datos con la ec. 23.

Debido a la geometría de las unidades urea, estas son ideales para

interaccionar con el grupo carboxilato. Dicho comportamiento fue ratificado, ya que

los cuatro receptores, presentaron buena afinidad hacia el anión acetato. En el caso

del receptor 1-M y 1-P se presentó una disminución en la intensidad de la banda de

emisión (370 nm) y fue posible determinar una constante de asociación de K11=

4.68x103 y 1.76x103 M-1 respectivamente (ver Figuras 27a y 27b), calculada mediante

el ajuste de los datos con la ecuación 23. La afinidad más alta encontrada fue cuando

se utilizó el receptor 2-M, donde se observa el mismo comportamiento en sus

espectros de emisión de fluorescencia por la presencia del carboxilato, es decir un

apagamiento; la constante de asociación fue del orden de 104 M-1 (Figura 27c). De

igual forma, se obtuvieron buenas afinidades hacia este huésped con los receptores 1-

P y 2-P.

Los receptores diseñados presentan dos grupos urea, por lo que

geométricamente son ideales para complejar a aniones dicarboxilato (Mei y Wu,

2001). Lo anterior lo podemos corroborar, mediante los resultados obtenidos frente a

los dicarboxilatos alifáticos utilizados como huéspedes. En general se obtuvieron las

afinidades más altas para oxalato, glutarato y suberato. En presencia de oxalato, se

observó una disminución de la intensidad en la banda de emisión (370 nm) de 1-M y

se obtuvo una constante de asociación de 8.4x103 M-1. Más aún, el receptor 2-M

presentó la mayor afinidad de los estudios realizados, frente a este anión, mostró una

dramática disminución de la banda de emisión (365 nm) y una constante de

asociación corresponde a 3x104 M-1 (Figura 28). De igual forma, el receptor 2-P,

presento una gran afinidad hacia los dicarboxilatos de cadena alifática larga, glutarato

y suberato, en los que se encontraron complejos de estequiometría 1:1 con constantes

de asociación del orden de 104 M-1 (Figura 29). En las Tablas 5 y 6 se presentan las

constantes de asociación obtenidas mediante esta técnica para todos los complejos

estudiados. En la sección de Apéndices, se encuentran todas las titulaciones

realizadas.

320 340 360 380 400 420 440 460 480 5000

50

100

150

200

250

300

I (U

.A.)

λ nm

0.0000 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.001050

100

150

200

250

300

I (U

.A.)

(Acetato), M

a) d)

0.0000 0.0005 0.0010 0.0015 0.0020 0.0025 0.003040

60

80

100

120

140

160

I (U

.A.)

[Acetato], M

b) e)

320 340 360 380 400 420 440 460 480 5000

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

I (U

.A)

λ nm

0.0000 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.0010100

150

200

250

300

350

I (U

. A.)

[Acetato], M

c) f)

Figura 27. Espectros de emisión a diferentes concentraciones de acetato de: a) 1-M 3x10-7 M

a 370 nm (λexc=300) ; b) 1-P a 370 nm (λexc=300); c) 2-M a 3365 nm (λexc=298) (intervalos:

6.64x10-5–1.2x10-4 M y 1.66x10-4-2.92x10-3 M) en CH3CN:DMSO 90:10. Gráficas de

intensidad de em. de diferentes receptores vs concentración de acetato: d) 1-M a 370 nm; e)

1-P a 370 nm; f) 2-P a 365 nm. La línea sólida es el perfil téorico de ajuste con ec. 23.

320 340 360 380 400 420 440 460 480 5000

20

40

60

80

100

120

140

160

180

I (U

.A.)

λ nm

320 340 360 380 400 420 440 460 480 5000

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

I (U

.A.)

λ nm

0.0000 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.0010 0.0012

300

350

400

450

500

I (A

.U.)

[Oxalato], M

a) c)

300 350 400 450 500

0

100

200

300

400

500

I (U

.A.)

λ nm0.0000 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008

200

250

300

350

400

450

500

I (A

.U.)

[Oxalato], M

b) d)

Figura 28. Espectros de emisión de: a) 1-M 3x10-7 M (λexc=300) y b) 2-M 2x10-7 M

(λexc=298 nm) a diferentes concentraciones de oxalato (intervalos: 4x10-5–1.085x10-3

M; 4x10-5 –7.83x10-4 M, respectivamente) en CH3CN:DMSO 90:10. Gráficas de

intensidad de emisión para diferentes receptores vs concentración de oxalato: c) 1-M

a 370 nm y d) 2-M a 365 nm. La línea sólida representa el perfil teórico obtenido

mediante el ajuste de datos con la ec. 23.

300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 5000

50

100

150

200

250

300

350

400

450

I (U

.A.)

λ nm

0.0000 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.0010180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

380

I (U

.A.)

[Glutarato], M

a) c)

320 340 360 380 400 420 440 460 480 5000

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

I (U

.A.)

λ nm

0.0000 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.0010200

250

300

350

400

450

500

I (U

.A.)

[Suberato], M

b) d)

Figura 29. a) Espectros de emisión (λexc=298 nm) de 2-P 2x10-7 M a diferentes

concentraciones de: a) glutarato y b) suberato (intervalo: 4x10-5–1.085x10-3 M), en

CH3CN:DMSO (90:10). b) Gráficas de intensidad de emisión de 2-P a 365 nm vs

concentración de c) glutarato y d) suberato. La línea sólida representa el perfil teórico

obtenido mediante el ajuste de datos con la ec. 23.

De los resultados presentados, se pueden destacar ciertos aspectos y

comportamientos presentados. Se puede observar que en el caso de los receptores 1-

M y 2-M, se presenta una mayor afinidad hacia el huésped oxalato lo cual

probablemente se puede atribuir al tamaño del anión y a la geometría de este lo cual

lo hace ideal para interaccionar fuertemente con el anfitrión e incluso para que dicho

huésped pueda emigrar al centro o cavidad del receptor. De igual forma, se puede

observar que ambos receptores muestran afinidad hacia otros huéspedes, como el

fosfato; cuya estructura tetraédrica y basicidad lo vuelve un buen huésped para la

interacción con las unidades ureicas.

En el caso del receptor 2-P, se observó que las constantes de asociación

mayores, se presentaron en presencia de los dicarboxilatos de cadena más larga,

glutarato y suberato observándose una disminución en la intensidad de la banda de

emisión. Lo anterior puede ser debido a que hay una mayor distancia entre las

unidades ureas, debido al espaciador p-xililen, lo cual puede propiciar una distancia

óptima para estos huéspedes, o bien, al ser estos de cadena más larga, presentan

menor rigidez, lo cual les confiere mayor libertad para adaptarse a los sitios de

reconocimiento molecular, las ureas. Por la misma razón, el espacio entre los

cromóforos no permite la interacción o apilamiento entre ellos, al no observar la

banda de la formación del excímero por el proceso de complejación.

Al comparar los resultados obtenidos para los receptores 1-M y 1-P

(sustituyente 1-naftil) con respecto a 2-M y 2-P (sustituyente 2-naftil), destaca una

mayor afinidad hacia los aniones por los receptores con sustituyente 2-naftil, el cual

le puede conferir una mayor libertad de movimiento, lo cual pudiera ayudar en el

proceso de complejación, ya que podrían intervenir otros sitios para interaccionar el

receptor y el huésped. De igual forma, se pueden presentar cambios conformacionales

diferentes, que propicien una mayor interacción.

Ahora bien, se observó que el proceso de emisión en todos los estudios

realizados mediante esta técnica es similar, es decir, se observó un apagamiento o

quenching en la intensidad de la banda de emisión, provocado por el huésped, ya que

absorbe la energía de excitación del fluoróforo y los electrones del cromóforo

vuelven a su estado basal por vías de desactivación no radiativas, es decir, como

emisión de vibraciones moleculares, expresadas como calor. El tipo de proceso de

apagamiento puede ser del tipo dinámico o estático, sin embargo no es fácil distinguir

entre uno y otro, pero es posible con un estudio adecuado de los tiempos de vida de

fluorescencia.

RMN 1H Se realizaron estudios de complejación por esta técnica únicamente con los huéspedes

carboxilatos, halogenuros y oxoaniones. En el caso de los dicarboxilatos, no fue

posible realizar dichos estudios, ya que para formar las sales de TMA de estos

aniones, es necesario utilizar D2O como disolvente, lo cual podría generar

interacciones del disolvente con las unidades de urea y por lo tanto esto interferir en

el proceso de complejación.

Los resultados obtenidos con los cuatro receptores bicromofóricos muestran

una buena afinidad por parte de estos hacia los diversos huéspedes. En la Tabla 4, se

pueden observar los desplazamientos de los protones afectados de los cuatro

receptores, por los distintos huéspedes presentes. Resulta evidente la alta afinidad que

los grupos urea presentan por los aniones carboxilatos, en especial por el acetato. Al

respecto, se pueden destacar los receptores 1-M y 2-M, mostrando ambos cambios de

desplazamiento químico de los protones H1 y H2 correspondientes a las unidades de

urea hacia campo bajo, por la desprotección de los núcleos del átomo de hidrógeno,

lo sugiere la presencia de puentes de hidrógeno con el anión; así mismo, se puede

resaltar, que el protón H2 presentó un mayor cambio en su desplazamiento químico

que el observado por el protón H1, indicando, que la interacción es más fuerte en este

protón. Además, fue posible monitorear los cambios de otros protones de 1-M, como

el Hf y Hg, ya que estos, al estar cerca de los sitios de unión, se ven claramente

afectados (Figura 30) y mediante un ajuste no lineal de los cambios registrados y

utilizando la ecuación 24, se calculó una constante de 4.91x103 M-1 (Figura 31). Por el

contrario, para 2-M no se pudieron seguir otras señales del receptor (figura 32),

además, el ajuste de los datos de la gráficas de δΗ1 y δΗ2 vs [anión], por regresión no

lineal con la ecuación de ajuste que considera una estequiometría 1:1 no fue óptimo

(Figuras 33a y b), observándose una ligera desviación de ciertos puntos con respecto

al ajuste. Por lo anterior, también se realizó un ajuste empleando una ecuación que

considera una estequiometría 1:2, sin embargo este no fue bueno. Debido a lo

anterior, se procedió a realizar un experimento Job para determinar la estequiometría

de este complejo. Los resultados obtenidos mediante el experimento Job demostraron

que existe un máximo para X2-M = 0.5, lo cual confirma que el complejo 2-M-acetato

es de una estequiometria 1:1 (Figura 33c). Las constantes de asociación para este

huésped no pudieron ser calculadas, debido a que no se contaba con el programa

adecuado para realizar el ajuste de los datos. Sin embargo, se puede notar que los

cambios observados en los desplazamientos químicos para ambos protones ureicos de

2-M en presencia de acetato, fueron de los más significativos entre todos los

experimentos descritos hasta el momento. Esto indica una fuerte interacción mediante

puente de hidrógeno, lo cual es congruente con los resultados obtenidos por los

estudios de fluorescencia. Así mismo, este mismo receptor, 2-M, observó en

presencia de fosfato, un desplazamiento hacia campo bajo de los protones de las

unidades urea. Sin embargo, se observó particularmente para este, que las bandas

correspondientes a estos protones se ensanchan hasta ser casi invisibles, al aumentar

la concentración del huésped. Esto anterior, es debido a una fuerte interacción vía

puente de hidrógeno, incluso puede llevarse a cabo una desprotonación.

Tabla 4. Desplazamiento químico de los protones de los receptores, frente a

diferentes huéspedes.

Δδ∞ DE LOS DIFERENTES PROTONES DEL RECEPTOR 1-M

RECEPTOR SEÑALES Cl- Br- H2PO4- HSO4

- NO3- AcO- BENZOATO

1-M

Ha 0.878 0.339 0.578 c

0.095 0.603 0.325 Hc

b b 0.139 b b -0.246 Hf -0.077 -0.07 -0.070 b 0.259 b

Hg 0.36 0.158 0.501 b -0.175 b

H1 0.885 0.294 1.432 0.182 1.410 1.472 H2 1.089 0.536 1.844 0.189 1.745 1.737

1-P Ha 0.081

c

c

0.013

c

0.083 -0.186 He -0.039 0.008 -0.034 b

Hf 0.15 0.042 0.172 b

H1 0.312 0.552 1.034 1.182 H2 0.446 0.766 1.831 1.399

2-M H1

c c 1.186 0.055

c 1.401

c H2 2.087 0.183 2.111

2-P

H1 c c

0.955 c c

c

H2 2.489 a.- expresado en ppm; b.- señal no monitoreada; c.- estudio no realizado

a)

b)

Figura 30. Espectros de RMN de 1H de 1-M libre y de mezclas 1-M y acetato (intervalo: 0-

29 mM) en CD3CN:DMSO-d6: a) protones de las unidades urea; b) región aromática.

0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030

8.4

8.6

8.8

9.0

9.2

9.4

9.6

9.8

10.0

δHm

[Acetato], M

0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.0308.8

9.0

9.2

9.4

9.6

9.8

10.0

10.2

10.4

10.6

10.8

δHn

[Acetato], M

a) b)

Figura 31. Gráficas del desplazamiento químico de diferentes protones de 1-M vs

concentración de acetato (intervalo: 0-29 mM): a) δH1 ; b) δH2. La línea sólida

corresponde al perfil teórico obtenido mediante el ajuste de datos con la ec. 24.

Figura 32. Espectros de RMN de 1H de 2-M libre y de mezclas 2-M y acetato

(intervalo: 0-24.5 mM), en CD3CN:DMSO-d6: a) protones de las unidades urea.

8.08.28.48.68.89.09.29.49.69.810.010.210.410.610.811.011.211.411.611.812.0f1 (ppm)

2-M 2.43 mM CD 3CN:DMSO-d6

2-M + 1.6 mM AcO-

2-M + 2.4 mM AcO-

2-M + 6.3 mM AcO-

2-M + 0.8 mM AcO-

2-M + 12.4 mM AcO-

H1

H2

0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025

9.0

9.5

10.0

10.5

11.0

11.5

δHh(

ppm

)

[Acetato], M

0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025

8.0

8.2

8.4

8.6

8.8

9.0

9.2

9.4

9.6

δHg(

ppm

)

[Acetato], M

a) b)

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Δδ H

-1.X

2-M(p

pm)

X2-M

c)

Figura 33. a) Gráficas del desplazamiento químico de diferentes protones de 2-M vs

concentración de acetato (intervalo: 0-24.5 mM) de: a) δH2; b) δH1 . La línea sólida

corresponde al perfil teórico obtenido mediante el ajuste de datos con la ec. 24. c) Gráfica de

JOB para el complejo 2-M-acetato : ΔδH1 vs X2-M; en donde X2-M fracción molar de 2M.

En los estudios de complejación realizados para el receptor 1-M se observaron

resultados significativos frente a varios huéspedes. En presencia del halogenuro

cloruro varios protones del receptor fueron afectados: se observó un desplazamiento a

campo bajo de los protones de las unidades urea, H1 y H2 lo cual sugiere una

interacción del tipo puente de hidrógeno, entre los grupos urea y el cloruro; así mismo

la señal del protón Ha, el cual corresponde al protón central presente del anillo

aromático de la unidad m-xililen, se desplazó hacia campo bajo, al igual que la señal

Hg, correspondiente al protón en posición 2 del grupo naftil. La constante de

asociación obtenida fue de 242 M-1 y se calculó utilizando la ecuación 24 (Figura 34).

Los resultados anteriores, sugieren que el anión cloruro, debido a su tamaño y forma

(esférico) podría migrar hacia el centro del receptor, e interaccionar fácilmente con

los protones antes mencionados, mediante puentes de hidrógeno y mediante

interacciones dipolo-dipolo. Lo anterior difiere con los resultados obtenidos con este

mismo huésped y el receptor 1-P, ya que en este caso, se puede observar cambios

poco significativos, resultando evidente, la importancia de la geometría y el

espaciador de la molécula para la interacción con este tipo de huéspedes.

El receptor 1-P en presencia de benzoato, mostró características similares a las

anteriormente descritas: los protones ureicos se desplazaron hacia campo bajo, debido

a una desprotección de estos protones inducida por puentes de hidrógeno, y los

grupos metilenos del p-xililen se desplazaron hacia campo alto, posiblemente por la

protección del anillo aromático del huésped (Figura 35). Las señales aromáticas

fueron difícil de seguir, debido al traslape con las señales correspondientes al anillo

aromático del benzoato.

Al analizar todos los resultados obtenidos, se observa notoriamente la

interacción de los hidrógenos de los grupos urea con los huéspedes estudiados,

además, se observó en todos los casos, que el protón etiquetado como H2, que

corresponde al grupo N-H enlazado al sustituyente naftil, presentó un mayor

desplazamiento con respecto al otro protón ureico H1, lo cual alude a que el puente de

hidrógeno tiende a dirigirse mayormente hacia este hidrógeno. Así mismo, se

observaron cambios de desplazamiento químico para otras señales, tal es el caso del

protón en posición 2 del naftilo (en el caso de los receptores 1-M y 1-P), el cual al

estar cerca del sitio de unión, se ve afectado y dependiendo del huésped en cuestión,

se protege o desprotege. Debido a la complejidad de los espectros, fue difícil seguir

todas la señales, además del traslape que se presenta con algunos huéspedes, como el

benzoato, y el traslape de las mismas señales del receptor, principalmente los

receptores 2-M y 2-P. En las Tablas 5 y 6 se resumen los valores de las constantes

obtenidas por esta técnica para los sistemas estudiados. Por otro lado, toda la serie de

titulaciones hechas mediante esta técnica se encuentran en la sección de Apéndices.

a)

b)

Figura 34. Espectros de RMN de 1H de 1-M libre y de mezclas 1-M y cloruro (intervalo: 0-

29 mM) en CD3CN: a) protones de las unidades urea; b) región aromática.

a)

b)

Figura 35. Espectros de RMN de 1H de 1-P libre y de mezclas 1-P y benzoato (intervalo: 0-

34.8 mM) en CD3CN: a) señales de los protones de las urea; b) señal para el grupo metileno.

En base a los resultados obtenidos mediante RMN 1H, en la Figura 36 se

proponen algunos modelos que presentan la forma en la que podrían estar

interaccionando los receptores, con diversos huéspedes.

4.944.964.985.005.025.045.065.085.105.125.145.165.185.205.225.245.265.285.305.325.345.365.385.405.425.445.465.485.50f1 (ppm)

Hb

1-P 2.43 mM CD 3CN:DMSO-d6

1-P + 1.19 mM Benzoato

1-P + 5.52 mM Benzoato

1-P + 17.8 mM Benzoato

1-P + 29 mM Benzoato

1-P + 34 mM Benzoato

O O

NH

O

NH

HN

HN

O

C

COO

H HH

O O

NH

O

NH

HN

HN

OCl-

a) b)

O O

NH

O

NH

HN

HN

OC C

O

O O

O

c)

Figura 36. Modelos propuestos para la interacción de: a) 1-M con acetato; b) 1-M

con cloruro y c) 2-M con oxalato

Tabla 5. Resumen de las constantes de asociación obtenidas para los receptores 1-M y 1-P y diferentes aniones mediante Fluorescencia y RMN 1H.

CONSTANTES DE ASOCIACIÓNa

Receptor Huésped Fluorescencia RMN 1H

1-M

Cloruro b 245 ± 12

Bromuro c 10.3 ± 1.5

Fosfato 3,300 ± 100 600 ± 65

Sulfato c c

Nitrato b 353 ± 49

Acetato ± 4914 ± 355

Benzoato c 2050 ± 232

Oxalato 8,400 ± 1,337 c

Glutarato 1,970 ± 220 c

Suberato 4871 ± 550 c

1-P

Cloruro b 47 ± 3

Bromuro c c

Fosfato b c

Sulfato c 4 ± 0.5

Nitrato b c

Acetato 1,767 ± 197 247 ± 42

Benzoato c 215 ± 8

Oxalato 4,176 ± 1,141 c

Glutarato 2,508 ± 511 c

Suberato 1,073 ± 74 c a:Expresado en M-1. b:No fue posible estimarla por esta técnica. c:Estudio no realizado

O O

NH

NH

O

HN

HN

O

NH

NH

O

O O

HN

HN

O

Tabla 6. Resumen de las constantes de asociación obtenidas para los receptores 2-M y 2-P y diferentes aniones mediante Fluorescencia y RMN 1H.

CONSTANTES DE ASOCIACIÓNa

Receptor Huésped Fluorescencia RMN 1H

2-M

Cloruro b c

Bromuro c c

Fosfato 9,862±1,062 1245±90

Sulfato c 23±3

Nitrato b c

Acetato 13,965± 2,180 c

Benzoato c c

Oxalato 30,000±8,300 c

Glutarato 10,272±432 c

Suberato 11,385±1,718 c

2-P

Cloruro b c

Bromuro c c

Fosfato 1,776±276 457±33

Sulfato c c

Nitrato b c

Acetato 7,086 ±2,956 c

Benzoato c c

Oxalato 6,518±1,042 c

Glutarato 10,586±716 c

Suberato 9,690±1,450 c a:Expresado en M-1. b:No fue posible estimarla por esta técnica. c:Estudio no realizado