Supramolecular metallogels for application in catalysis

Abstract

La tesis describe el diseño y la síntesis de geles moleculares funcionalizados con fragmentos catalíticos de feniltriazol (PhTzValn), benciltriazol (BzTzAValn) y azidocoumarinatriazol (RAzTzValn) y su aplicación como catalizadores heterogéneos de la reacción de cicloadición azida-alquino catalizada con cobre (CuAAC). Los gelantes sintetizados demostraron capacidad para complejar el cobre (I), resultando en un aumento de sus propiedades mecánicas. Aparte de la actividad catalítica verificada en la reacción `click' entre la bencilazida y el fenilacetileno, la familia de gelantes PhTzValn demuestra también capacidad para catalizar su propia síntesis. El metalogel Cu(I)-PhTzVal3 ha sido utilizado en la catálisis de un sistema multicomponente de las reacciones tándem aldol-`click', promoviendo la formación de un compuesto aldol-triazol. El metalogel anfifílico Cu(I)-Et2NAzTzValn exhibió una mejor actividad catalítica en la reacción `click' modelo entre la bencilazida y el fenilacetileno, derivada de su auto-ensamblaje dinámico.

This thesis describes the design and synthesis of amino acid derived molecular gels functionalized with phenyltriazole (PhTzValn), benzyltriazole (BzTzAValn) and azidocoumarinetriazole (RAzTzValn) catalytic fragments and their application as heterogeneous catalysts on the copper(I)-catalyzed azide-alkyne cycloaddition (CuAAC). The synthesized gelators were able to coordinate copper(I), resulting in the formation of metallogels with improved mechanical properties. Apart from catalytic activity demonstrated towards the model `click' reaction between benzylazide and phenylacetylene, the family of gelators PhTzValn also exhibited autocatalytic activity, being capable of a catalyzing their own synthesis in a self-sustainable way. The metallogel Cu(I)-PhTzVal3 was successfully applied as a tandem heterogeneous catalyst of a three-component reaction system composed by an aldol and a `click' reaction, resulting in the formation of an aldol-triazole compound. The amphiphilic metallogel Cu(I)-Et2NAzTzValn demonstrated the best catalytic activity towards the model `click' reaction between benzylazide and phenylacetylene, arising from the transient self-assembly behavior of the metallogel.