Nanodecoración de calix [4] arenos modificados con nanopartículas metálicas

Abstract

En este trabajo, cristales de p-ter-butilcalix [4] areno modificado en la parte inferior con grupos amino, ciano, isotiocianato, difeniltioureido y benzotiazol son nanodecorados utilizando principalmente nanopartículas de oro. Los calix[4]arenos son macrociclos formados por cuatro unidades de pterbutilfenol unidos por puentes metilénicos, que pueden ser modificados en su parte inferior o lower rim mediante diferentes reacciones químicas que permiten obtener los derivados antes mencionados. Estos derivados presentan en su estructura grupos funcionales con gran afinidad con nanoestructuras metálicas ya sea de oro o plata. Las nanopartículas de oro (AuNps) y plata (AgNps) fueron obtenidas por el método químico de reducción de una sal metálica y por el método físico de sputtering. El nanodecorado con AuNps se obtuvo a través del desplazamiento de citrato debido a centrifugaciones sucesivas de la solución coloidal de nanopartículas de oro con los cristales de p-ter-butilcalix [4] areno modificado, obteniéndose un sólido rosáceo. El nanodecorado obtenido por método físico, es obtenido directamente de la exposición de los cristales sólidos a un plasma de átomos de oro. Ambos nanodecorados fueron caracterizados por espectrofotometría de reflectancia difusa UV-Vis, como un método de aproximación al tamaño de las nanoestructuras obtenidas, lo cual fue verificado mediante microscopía electrónica de transmisión. La resolución de la estructura cristalina y la posterior asignación de los planos cristalinos preferentes donde se ubicarán los grupos funcionales se realizaron mediante la obtención de monocristales y su posterior análisis mediante difracción de rayos Х. El análisis que permitió verificar la interacción entre las nanopartículas elementos específicos de los grupos funcionales de los calixarenos fue espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS). y la Tanto el análisis de los monocristales obtenido de los derivados de calix [4] arenos, así como el análisis por medio de XPS demostraron lo propuesto en este trabajo, es decir, al cristalizar los calix [4] arenos modificados sus grupos funcionales quedan en un plano preferencial expuestos directamente para permitir la estabilización de las nanoestructuras metálicas y así el proceso de nanodecoración.

The calix [4] arenes are macrocycles formed by four units of p-tert-butylphenol linked by methylene bridges. These macrocycles are widely used in molecular recognition of ions and molecules. The modification of the bottom, lower rim, with amino, cyane, isothiocyanate, diphenylthioureide and benzothiazole have great affinity with metallic gold or silver nanostructures. This adhesion to crystals of calix [4] arenes modified corresponds to nanodecorates, mainly using gold nanoparticles. Gold nanoparticles (AuNPs) and silver (AgNPs) were obtained by the chemical method of reducing a metallic salt and physical method, called sputtering. Both nanodecorates were characterized by diffuse reflectance spectrophotometry UV-Vis, as a method to examine the size of the nanostructures obtained, which was confirmed by transmission electron microscopy (TEM). By obtaining single crystals and subsequent analysis by X-ray diffraction, the preferred crystalline planes where the functional groups of calix[4] arene modified were assigned. Interactions between the nanoparticles and specific elements of the functional groups of the calix [4] arenes using X-ray photoelectron spectroscорy (XPS) were analyzed. Both the analysis of the obtained crystals of derivatives of calix [4] arenes and XPS results showed that by crystallizing the calix [4] arenes modified functional groups are located in a preferential crystal plane exposed directly to allow stabilization of metallic nanostructures and the process of nanodecoration.