Ácidos escuarámicossíntesis, caracterización y aplicaciones

Resumen

RESUMEN En esta Memoria se describen los ácidos escuarámicos y su aplicación en distintos campos relacionados con la Química Supramolecular. Estos compuestos son un tipo de derivados del ácido escuárico poco conocidos. Específicamente, el trabajo aquí descrito se divide en cinco capítulos. Capítulo 1. La introducción general ofrece una visión general de la Química Supramolecular y de los principales campos de aplicación actuales. De forma más específica, se describen los derivados del ácido escuárico y su utilización como centros activos para llevar a cabo fenómenos de reconocimiento y agregación supramolecular, tema principal sobre el que versa esta Memoria. Capítulo 2. En este capítulo se ha desarrollado un método efectivo de síntesis asistido por microondas de ácidos escuarámicos derivados de aminas tanto alifáticas como aromáticas, con rendimientos comprendidos entre el 41 y 92%. Se han caracterizado las propiedades ácidas de los compuestos más representativos mediante valoraciones espectrofotométricas, obteniéndose valores de pKa entre 0.9 y 2.0. Capítulo 3. En una primera fase se han sintetizado ácidos escuarámicos de cadena larga y se ha estudiado su capacidad para quimisorberse sobre superficies de aluminio. Este capítulo ofrece información básica para una posterior implementación de ácidos escuarámicos en materiales recubiertos. Los recubrimientos obtenidos se han estudiado mediante un amplio abanico de técnicas, como medidas de ángulo de contacto, técnicas de microscopía, espectroscopia de IR de ángulo rasante y espectrometría de masas. Las medidas de ángulo de contacto han demostrado la formación de una capa que aporta a la superficie una hidrofobicidad comparable a la obtenida con ácidos carboxílicos de longitudes de cadena similar. La aromaticidad del grupo escuaramato ha permitido la detección y seguimiento de la formación de la capa molecular mediante espectroscopia de reflectancia en UV-vis, una técnica poco utilizada en este campo. Además, los recubrimientos obtenidos han demostrado tener una mayor resistencia a la desorción por inmersión en isopropanol que los recubrimientos llevados a cabo con ácidos carboxílicos. Capítulo 4. En este capítulo se ha diseñado un receptor de base escuaramido-escuaramato para la detección de moléculas zwitteriónicas como la miltefosina. La estructura del mismo da lugar a una disposición de los grupos escuaramida y escuaramato que permite su autoagregación, impidiendo en gran medida la unión con aniones competitivos como los haluros. Capítulo 5. La capacidad de autoagregación de las escuaramidas se ha utilizado para el diseño de hidrogelantes de base escuaramido-escuaramato. La elevada acidez del ácido escuarámico hace que se encuentre desprotonado en un amplio rango de pH, lo que permite su utilización como parte hidrofílica de un hidrogelante de bajo peso molecular. La introducción de los grupos -NO2 y -CF3 en la arilescuaramida permite modular las propiedades de los hidrogeles resultantes, dando lugar a marcadas diferencias en la estabilidad térmica, en las propiedades mecánicas y en la morfología de las fibras que los componen. Así, el hidrogel nitroderivado resulta inyectable, tixotrópico, y experimenta un proceso de encogimiento irreversible en presencia de disoluciones salinas. Además puede cargarse con cantidades sustanciales de biomoléculas zwitteriónicas en su interior (hasta una relación molar de 240:1), que pueden liberarse posteriormente al medio de forma controlada.