Estructuras ferrocenildendrítricas: Propiedades electrocatalíticas y bioelectrocatalíticas

Resumen

En la presente Tesis se describe la preparación de una nueva clase de redes dendríticas híbridas inorgánica-organometálicas utilizando el método sol-gel a partir de dendrímeros PAMAMOS y derivados de ferroceno electroactivos que contienen grupos alcoxisilano. La caracterización estructural de los nuevos materiales se ha llevado a cabo utilizando las técnicas de espectroscopia de FT-IR, RMN de 29Si en estado sólido, SEM, TGA y DSC. Las redes inmovilizadas sobre diferentes superficies de electrodos han sido estudiadas mediante voltametría cíclica y voltametría diferencial de pulsos en disoluciones orgánicas y acuosas y se ha demostrado que actúan como mediadores redox eficientes para la oxidación electrocatalítica de la enzima glucosa oxidasa. Además, se han sintetizado diferentes derivados organometálicos que contienen dos y tres unidades de ferroceno unidas a través de un átomo puente de silicio y que han sido utilizados como precursores para la síntesis de macromoléculas basadas en núcleos de octasilsesquioxanos. Los nuevos materiales se han preparado siguiendo dos rutas de síntesis diferentes: 1) utilizando reacciones de hidrólisis y condensación con precursores trietoxisilano que contienen unidades de ferroceno y 2) funcionalizando la periferia de esqueletos dendríticos de octasilsesquioxano con unidades de ferroceno. La caracterización estructural de todos ellos se ha llevado a cabo utilizando las técnicas de espectroscopia de RMN de 1H, 13C{1H} y 29Si{1H} y espectrometría de masas (MALDI-TOF y FAB). El comportamiento electroquímico ha sido estudiado tanto en disolución como inmovilizados sobre superficies de electrodos utilizando las técnicas de voltametría cíclica y voltametría de onda cuadrada, observándose la existencia de interacciones electrónicas entre los centros metálicos. El estudio se ha completado con las aplicaciones de los nuevos materiales como mediadores de transferencia electrónica para la oxidación electrocatalítica y determinación de NADH en disoluciones de PBS. Finalmente, en esta Tesis Doctoral se incluye también la síntesis y caracterización de derivados bimetálicos de ferroceno y octametilferroceno funcionalizados con grupos alcoxisilano y que contienen un puente dimetilenamino entre las unidades organometálicas. Se han estudiado las interacciones electrónicas existentes entre los centros de ferroceno mediante la técnica de voltametría cíclica utilizando electrolitos de diferente naturaleza.