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Trabajo de fin de máster José Antonio Ulloa Soto Directores Joaquín Barberá Gracia José Luis Serrano Ostáriz Máster en investigación química Departamento de química orgánica Universidad de Zaragoza-ICMA Curso 2012-2013 SÍNTESIS Y ESTUDIO DE CODENDRÍMEROS PARA FUNCIONALIZAR NANOPARTÍCULAS DE ORO. SÍNTESIS Y ESTUDIO DE CODENDRÍMEROS PARA FUNCIONALIZAR NANOPARTÍCULAS DE ORO. Trabajo de fin de máster José Antonio Ulloa Soto Directores Joaquín Barberá Gracia José Luis Serrano Ostáriz Máster en investigación química Departamento de química orgánica Universidad de Zaragoza-ICMA Curso 2012-2013 ACRÓNIMOS APTS Ácido p-toluensulfónico AuNP Nanopartícula de oro bis-MPA Ácido 2,2-bis(hidroximetil)propiónico bs Singlete ancho (broad singlet) CL Cristal líquido Col h Mesofase columnar hexagonal d doblete DCC N,N’-diciclohexilcarbodiimida DCM Diclorometano DCU N,N’-diciclohexilurea DMF N,N-dimetilformamida DPTS p-toluensulfonato de 4-(N,N-dimetilamino)piridinio EM espectrometría de masas ESI ionización por electrospray IR infrarrojo m multiplete MALDI-TOF Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization-Time-Of-Flight (espectrometría de masas basada en la técnica de ionización por desorción con láser asistida con matriz y detector de tiempo de vuelo) NP Nanoparticulas RMN-1H Resonancia magnética nuclear de protón RMN13C Resonancia magnética nuclear de carbono  s SEM Microscopía electrónica de barrido (SEM, scanning electron microscope)  triplete TA Triazol TBTA Tris[(1-bencil-1H-1,2,3-triazol-4-il)metil]amina THF Tetrahidrofurano UV-Vis Ultravioleta-visible Resumen. RESUMEN. Nanopartículas de Oro (Au-NP) funcionalizadas con sistemas capaces de generar auto-ensamblajes se presentan hoy en día como buenos candidatos para la generación de materiales con propiedades magnéticas y ópticas poco convencionales, ampliando el campo de investigación y desarrollo en la ciencia de materiales. Para esto, se requiere que el tamaño y organización de las nanopartículas (y el ligando) sean controladas y, además, se necesita la inclusión de agentes activos que potencien las propiedades físico-químicas del material. En base a lo anterior, los sistemas dendríticos se presentan como candidatos perfectos para promover ordenamientos definidos de los materiales, debido a su polivalencia, monodispersidad (control de forma y tamaño) y biocompatibilidad, que los hacen capaces de aplicaciones en los campos de la óptica, electrónica y catálisis. El objetivo de este trabajo ha sido la preparación de una serie de dendrímeros de tipo Jano basados en bis-MPA de primera y segunda generación que incorporen un grupo ópticamente activo, en este caso el pireno, y dendrímeros basados en poli(bencil éteres) capaces de funcionalizar nanopartículas de oro. Se ha realizado la caracterización estructural de los compuestos sintetizados mediante técnicas como resonancia magnética nuclear, espectrometría de masas, espectroscopia infrarroja y se han estudiado las propiedades ópticas mediante espectroscopía de absorción ultravioleta-visible y emisión fluorescente. Se ha logrado generar y caracterizar híbridos de nanopartículas de oro con dendrímeros y agregados de mayor tamaño con los dendrímeros basados en bis-MPA en los que se estudian sus propiedades ópticas y se exponen las directrices de cómo plantear un trabajo futuro en el desarrollo de esta temática. TABLA DE CONTENIDOS 1. Antecedentes ......................................................................................................................................................................... 1 1.1. Dendrímeros ............................................................................................................................................................. 1 1.1.1. Generalidades .................................................................................................................................................. 1 1.1.2. Caracteristicas estructurales ........................................................................................................................... 1 1.1.3. Síntesis ............................................................................................................................................................. 2 1.1.4. Dendrímeros tipo Jano .................................................................................................................................... 3 1.1.5. Dendrímeros cristales líquidos ........................................................................................................................ 4 1.2. Derivados del pireno ................................................................................................................................................ 5 1.3. Nanopartículas de oro .............................................................................................................................................. 5 1.3.1. Generalidades .................................................................................................................................................. 5 1.3.2. Síntesis ............................................................................................................................................................. 6 1.3.3. Síntesis de híbridos AuNP-CL ........................................................................................................................... 6 2. Objetivos y planteamiento .................................................................................................................................................... 8 2.1. Objetivos .................................................................................................................................................................. 8 2.2. Planteamiento .......................................................................................................................................................... 9 3. Resultados y discusión ......................................................................................................................................................... 10 3.1. Desarrollo de síntesis orgánica ......................................................................................................................................... 10 ¡Error! Marcador no definido. 3.1.1. Síntesis de los dendrones derivados de bis-MPA de primera y segunda generación . .................................. 10 3.1.2. Síntesis de los derivados de ácidos ω-mercaptoalcanoicos. ......................................................................... 11 3.1.3. Funcionalización de los dendrones de bis-MPA de primera y segunda generación.. .................................... 12 3.1.4. Síntesis de los derivados de pireno ............................................................................................................... 12 3.1.5. Síntesis de los ligandos dendríticos vía cicloadición 1,3-dipolar de azidas y alquinos .................................. 13 3.1.6. Síntesis de los ligandos dendríticos promesogenos. ..................................................................................... 15 3.1.7. Estudio de las propiedades ópticas. .............................................................................................................. 17 3.2. Híbridos tiol-bis-MPA con AuNP’s .......................................................................................................................... 20 3.2.1. Síntesis in-situ de AuNP ................................................................................................................................. 20 3.2.2. Estudios de microscopía ................................................................................................................................ 21 3.2.3. Estudios de propiedades ópticas ................................................................................................................... 23 4. Conclusiones ........................................................................................................................................................................ 24 Anexo 1 – Procedimientos experimentales ............................................................................................................................. 25 Anexo 2 – Caracterización química .......................................................................................................................................... 30 Anexo 3 – Técnicas y apartados ............................................................................................................................................... 38 7 1. Antecedentes. 1.3.3.3. Híbridos AuNP-dendrímeros. Uno de los factores importantes de diseño que deben ser considerados al preparar sistemas híbridos AuNP-CL es el tamaño del núcleo y la arquitectura especifica del ligando. Se debe mantener una proporción del tamaño del componente orgánico frente a las AuNP. Los dendrímeros y dendrones ofrecen algunas ventajas en este contexto, debido a la capacidad de control sobre su estructura y composición 27a . Inicialmente los trabajos en esta temática fueron realizados con dendrímeros de PAMAM 36 , tipo Frechet 37 , tipo Newkome 38 o de PPI 39 . Posteriormente, se han desarrollado diversos estudios que intentan favorecer la formación de sistemas AuNP-CL con dendrones no-mesógenos y mesógenos. Aunque la mayoría de los estudios publicados previamente no han sido fructíferos en cuanto a propiedades mesógenas se refiere, han demostrado, que se logra un alto grado de control estructural 40 (ensamblajes 2D y 3D) y sustitución del ligando de acuerdo al método seleccionado. 36 (a) M.E. Garcia, L.A. Baker, R.M. Crooks, Anal. Chem.,1999, 71, 256-258. (b) R.M. Crooks, M.Zhao, L. Sun, V. Chechick, L.K. Yeung, Acc. Chem. Res., 2001, 34, 3, 181–190. 37 D. Li, J. Li, Colloids Surf. A Physicochem.Eng.Asp., 2005, 255-259. 38 T.J. Cho, A. Zangmeister, R. MacCuspie, A. Patri, V.A. Hackley, Chem. Mater., 2011, 23, 10, 2665-2676. 39 X. Sun, X. Jiang, S. Dong, E. Wang, Macromol. Rapid. Comm., 2003, 24, 17, 1024-1028. 40 (a) Y. Komine, I. Ueda, T. Goto, H. Fujihara, Chem. Commun.,2006, 302-304. (b) S. Nakao, K. Torigoe, K. Kon-No, J. Phys. Chem. B., 2002, 106, 47, 12098-12100. 8 2. Objetivos y planteamiento. 2. OBJETIVOS Y PLANTEAMIENTO. 2.1. Objetivos. En el presente trabajo de fin de master, se desean preparar dendrímeros para funcionalización de AuNP de distintos tamaños. En una primera aproximación, los dendrímeros serán de tipo Jano (Esquema 2.1.) y estarán compuestos por una zona basada en bis-MPA de distintos números de generación (primera y segunda) con grupos tiol en su periferia y unidos por un punto focal (triazol) a otra zona con un grupo que favorezca alguna propiedad física determinada, en este caso, el grupo pireno, con una luminiscencia intensa y característica, en donde su actividad responde a modificaciones estructurales. Con este tipo de moléculas se espera poder funcionalizar nanopartículas de oro in-situ, y estudiar el efecto que produce el número de grupos funcionales tiol (dependiente del número de generación del dendrímero) y el efecto de la longitud del espaciador tanto en la organización del híbrido como en la propiedad física. C6H12O O O OCnH2nSH O CnH2nSHO N NN O O C6H12O O O O O O O O O CnH2nSHO O O C n H 2n SH CnH2nSH O CnH2nSH O N NN O O Py-TA-BMPA-G1S3 , (n = 2) Py-TA-BMPA-G1S11, (n = 10) Py-TA-BMPA-GS3, (n = 2) Py-TA-BMPA-G2S11, (n = 10) Esquema 2.1. Estructura de dendrones tipo Jano basados en bis-MPA que se incorporaran a las AuNP. En la segunda aproximación, el objetivo es funcionalizar nanopartículas de oro con dendromesogenos derivados de poli(bencil) éteres con propiedades mesógenas conocidas, de manera que se pueda promover esta propiedad hacia el híbrido AuNP; esto es, tanto el comportamiento cristal líquido como el tipo de organización macroscópica generado (Esquema 2.2.), intentando favorecer disposiciones de tipo columnar. Hasta ahora son escasas las publicaciones que describen organizaciones columnares de NPs. 9 2. Objetivos y planteamiento. Esquema 2.2. Estructura general de los dendrones promesógenos y su posible conformación tipo disco en un híbrido con AuNP. Es importante resaltar que la generación de híbridos entre AuNP y cristales líquidos es un trabajo que lleva poco tiempo en desarrollo (aproximadamente 10 años) y está en un ritmo ascendente de interés y número de publicaciones. Además, el desarrollo de híbridos AuNP con dendrímeros es igual de reciente y cada día atrae más interés por la capacidad de control que se puede ejercer y el gran número de posibles aplicaciones tanto en óptica como biomedicina. La innovación que aporta este TFM es dar las directrices para poder iniciar trabajos sobre esta temática, intentado utilizar la experiencia de nuestro grupo en el diseño de dendrímeros de diversos tipos y con propiedades específicas, y combinar esa experiencia con las posibilidades que ofrecen las nanopartículas. 2.2. Planteamiento. El trabajo se estructura consecutivamente de la siguiente forma: - Síntesis y caracterización de dendrones derivados de bis-MPA de primera y segunda generaciónfuncionalizados con ácidos ω-mercaptoalcanoicos. - Síntesis y caracterizaciónde derivados de pireno. - Síntesis y caracterizaciónde ligandos dendríticos tipo Jano. - Síntesis y caracterizaciónde ligandos dendríticos promesógenos. - Síntesis y caracterización de sistemas híbridos tiol-bis-MPA con AuNP. - Síntesis y caracterización de sistemas híbridos dendromesógenos con AuNP. - Estudios de organización estructural y actividad. 10 3. Resultados y discusión. 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN. 3.1. Desarrollo de la síntesis orgánica. 3.1.1. Síntesis de los dendrones derivados de bis-MPA de primera y segunda generación. En este apartado se detallan el diseño, los esquemas sintéticos y las metodologías para lograr la formación de dendrones de bis-MPA de primera (BMPA-G1) y segunda generación (BMPA-G2). El ácido 2,2-bis-(hidroximetil)propiónico comercial se funcionaliza con el fin de proteger los grupos hidroxilo con 2,2-dimetoxipropano, en presencia de APTS como catalizador y acetona seca como disolvente, formando el cetal cíclico(JAU-01) 1 . Por otra parte, se logra generar el 6-azidohexanol (JAU02), mediante sustitución nucleófila bimolecular del 6-bromohexanol conNaN 3 en DMF seca 2 (ver Esquema 3.1). Esquema 3.1. Síntesis de los precursores JAU-01 y JAU-02. En un paso posterior (Esquema 3.2.), se procede a sintetizar el dendrón JAU-04 mediante esterificación de Steglich 3 ; esto es, mezclando el cetal JAU-01 con DPTS previamente sintetizada y el 6-azidohexanol JAU-02 en DCM seco bajo atmosfera de argón, y adicionando a continuación DCC disuelta en DCM seco. Esta reacción permite la obtención del éster correspondiente con buenos rendimientos y en condiciones suaves que son adecuadas para evitar la desprotección del cetal, que llevaría a la generación de productos de polimerización no deseados. Tras el aislamiento y purificación del éster de interés, se procede a desproteger el cetal mediante el empleo de resina ácida Dowex® 50W X8 en metanol, que también garantiza condiciones suaves de desprotección del cetal, evitando la rotura de los ésteres de bis-MPA y sus derivados. De esta forma se obtiene el dendrón de primera generación BMPA-G1 (JAU05). De manera análoga, se generan los dendrones de segunda generación BMPA-G2 por acoplamiento de JAU-05 con JAU-01 mediante esterificación de Steglich, obteniéndose el compuesto JAU-06, que se desprotege empleando la resina ácida descrita anteriormente sobre metanol, dando lugar al dendrón de segunda generación JAU-07. 1 H. Ihre, A. Hult, J. M. J. Frechet, I. Gistov., Macromolecules, 1998, 31, 4061-4068. 2 S. Bräse, C. Gil, K. Knepper, V. Zimmermann., Angew. Chem. Int. Ed.2005, 44, 5188-5240. 3 J. S. Moore, S. I. Stupp., Macromolecules, 1990, 23, 65-70. 11 3. Resultados y discusión. Esquema 3.2. Síntesis de los dendrones BMPA-G1 y BMPA-G2. 3.1.2. Síntesis de los derivados de los ácidos ω-mercaptoalcanoicos. En el desarrollo de este trabajo, se pretende generar ligandos de tipo dendrítico que serán injertados sobre AuNP. Por este motivo los dendrones diseñados deben contener grupos funcionales en la superficie que sean capaces de unirse a la superficie de las NP. Para este trabajo se ha seleccionado el grupo tiol; por lo cual, para funcionalizar la superficie de los dendrones de primera (BMPA-G1) y segunda generación (BMPA-G2), es necesario la incorporación de cadenas con grupos terminales azufrados. Sin embargo, se debe evitar adicionar a los dendrones directamente las moléculas con el grupo tiol libre (en este caso, los ácidos ω-mercaptoalcanoicos), ya que se producirían acoplamientos no deseados (principalmente tioésteres), por lo cual este grupo debe ser previamente protegido. En consecuencia, se debe plantear tanto la funcionalización del dendrón, como la posterior desprotección del grupo azufrado en condiciones suaves, de forma que se evite la descomposición de la molécula de interés. Esquema 3.3.Síntesis general de los ácidos n-trifenilmetil-tio-alcanoicos. La protección del grupo tiol se lleva a cabo con cloruro de trifenilmetilo, que es un buen grupo protector tanto para alcoholes 4 como para tioles 5 , bastante selectivo y que se puede remover en condiciones suaves con empleo de resinas ácidas 6 , entre otros métodos. De esta forma, se generan los ácidos ntrifenilmetil-tio-alcanoicos JAU-08 y JAU-09 dependiendo de la longitud de la cadena. 4 M. P. Reddy, J. B. Rampal, S. L. Beaucage, TetrahedronLett., 1987, 01, 18, 23-26. 5 L. Zervas, I. Photaki, J. Am. Chem. Soc., 1962, 20, 3887-3897. 6 (a)R. P. Iyer, Z. Jiang, D. Yu, W. Tan, S. Agrawal, Synth. Commun., 1995, 25, 22, 3611-3623. (b) T. W. Greene, P. G. M. Wuts, Protectivegroups in organicsynthesis., ThirdEdition, 1999, John Wiley&Sons, Inc. 468-469. HO O CnH2nSH Cl HO O CnH2nSC(Ph)3 (JAU-08), n = 2; Rdto = 77% (JAU-09), n = 10; Rdto = 74% (n = 2, 10). 12 3. Resultados y discusión. 3.1.3. Funcionalización de los dendrones de bis-MPA de primera y segunda generación. La funcionalización de los dendrones basados en bis-MPA de primera (BMPA-G1) y segunda generación (BMPA-G2) se realiza mediante esterificación de Steglich, de la misma forma descrita para los dendrones antes sintetizados, obteniéndose los compuestos de primera (BMPA-G1S3 y BMPA-G1S11) y segunda generación (BMPA-G2S3 y BMPA-G2S11) descritos en el esquema 3.4. Esquema 3.4.Funcionalización de dendrones de primera (BMPA-G1) y segunda generación (BMPA-G2). 3.1.4. Síntesis de los derivados de pireno. El ácido 4-(piren-1-il)butanoico se modifica químicamente para que en las transformaciones posteriores pueda ser combinado con los dendrones de bis-MPA (primera y segunda generación descritos previamente) mediante reacciones tipo click. De este modo, en una primera etapa el ácido es modificado al correspondiente cloruro mediante el empleo de cloruro de oxalilo en DCM seco y DMF como catalizador de la reacción (cantidad catalítica), dando lugar al reactivo de Vilsmeier-Haack 7 que luego reacciona con el ácido para formar el derivado clorado deseado (JAU-014). Una vez formado el cloruro de ácido, este se adiciona sobre una mezcla de alcohol propargílico y TEA en DCM seco para formar el alquino-éster correspondiente (JAU-015) vía alcohólisis como se muestra en el esquema 3.5. La reacción de alcohólisis de cloruros de ácidos se puede optimizar mediante adición de distintas bases no nucleófilas (piridina 8 , 4-DMAP 9 , etc.) y/o tipos de disolventes (acetonitrilo, 1-metil-2-pirrolidona, etc.), pero esa optimización queda fuera de la temática de este trabajo de fin de máster. 7 J.J. Li, Namereactions, Springer Berlín Heidelberg, 2006, 605. 8 A. R. Fersht, W. P. Jencks, J. Am. Chem. Soc., 1970, 92, 5432-5442. 9 E. F. V. Scriven, Chem. Soc. Rev., 1983, 12, 129. 13 3. Resultados y discusión. Esquema 3.5.Síntesis de los derivados del ácido pirenobutirico. 3.1.5. Síntesis de los ligandos dendríticos vía cicloadición 1,3-dipolar de azidas y alquinos. Los dendrones azidohexil derivados de bis-MPA de primera (BMPA-G1S3 y BMPA-G1S11) y segunda generación (BMPA-G2S3) previamente sintetizados (esquema 3.4) se acoplan al alquino derivado del ácido 4-(piren-1-il)-butanoico(JAU-015) mediante cicloadición de azidas y alquinos catalizada por cobre (I), coloquialmente conocida como química click 10 . Este método, inicialmente descrito en 1960 por el profesor Huisgen 11 , fue modificado por requerir de altas temperaturas de trabajo y amplios tiempos de reacción. En el 2002, Meldal y col. 12 desarrollaron la técnica adicionando cobre (I) como catalizador, y de esta forma se logra trabajar a temperatura ambiente y aumentar tanto la velocidad de reacción como la regioespecificidad. El mismo año, K.B. Sharplesset al. 13 desarrollaron lo que será la técnica más depurada, al reducir in-situ el cobre (II) a cobre (I), empleando CuSO 4 *5H 2 O y ascorbato sódico como agente reductor. El uso de ligandos capaces de formar quelatos con el Cu (I) aumenta la velocidad de la reacción, principalmente por evitar la oxidación a Cu (II), y para ello el empleo de ligandos tipo bases nitrogenadas es importante. En este caso se emplea TBTA 14 , ya que reduce al mínimo la cantidad de cobre necesaria para la reacción sin aumentar los tiempos de reacción ni disminuir los rendimientos. El diseño general de la reacción se exhibe en los esquemas 3.6 y 3.7. Esquema 3.6. Síntesis de los ligandos vía cicloadición 1,3-dipolar de azidas (1ª generación) y alquinos. 10 H.C. Kolb, M.G. Finn, K.B. Sharpless., Angew. Chem. Int. Ed., 2001, 40, 11, 2004-2021. 11 R. Huisgen, Introduction, Survey and Mechanism in 1,3-dipolar cycloadition, 1984, A. Padwa Ed. (WileyInterscience, New York), Vol. 1, 1-176. 12 C.W. Tomøe, C. Christensen, M. Medal, J. Org. Chem., 2002, 67, 3057-3064. 13 V.V. Rostovtsev, L.G. Green, V.V. Fokin, K.B. Sharpless, Angew. Chem. Int. Ed., 2002, 41, 2596-2599. 14 T.R. Chan, R. Hilgraf, K.B. Sharpless, V.V. Fokin, Org. Lett., 2004, 17, 6, 2853-2855. 14 3. Resultados y discusión. Esquema 3.7. Síntesis de los ligandos vía cicloadición 1,3-dipolar de azidas (2da generación) y alquinos. Mediante estudios de RMN1 H se observa el éxito de la reacción click (imagen 3.1). Para el dendrón PyTA-BMPA-G1S3 se observa la desaparición de la señal correspondiente al protón del alquino precursor (δ = 2.40 ppm; t, J = 2.5 Hz, 1H) y la aparición de la señal correspondiente al protón del anillo de triazol (δ = 7.41; s, 1H), como también, el cambio de la señal de los protones correspondiente al propargilo precursor (zona azul, imagen 3.1.) desde 4.63 (d, J = 2.5 Hz, 2H) a una señal en 5.14 (s, 2H) en el triazol. El desplazamiento de las señales respecto a la azida (BMPA-G1S3) cuando forma el triazol es desde 3.17 ppm (t, J = 6.8 Hz, 2H) hasta 4.17 ppm (t, J = 7.3 Hz, 2H). Imagen 3.1. RMN1 H (400 MHz, CDCl 3 ) de Py-TA-BMPA-G1S3 (JAU-016) y sus señales características. (JAU-018) Py-TA-BMPA-G2S3 , (n = 2), Rdto = 72% CuSO4*5H2O L-Ascorbate TBTA, Ar DMF O O (JAU-015) O O N3O O O O O O O CnH2nSC(Ph)3 O O O CnH2nSC(Ph)3 CnH2nSC(Ph)3 O CnH2nSC(Ph)3 O BMPA-G2Sx (JAU-012) BMPA-G2S3,(n = 2) C6H12O O O O O O O O O CnH2nSC(Ph)3 O O O CnH2nSC(Ph)3 CnH2nSC(Ph)3 O CnH2nSC(Ph)3 O N NN O O 15 3. Resultados y discusión. También se confirma el éxito de la reacción mediante espectrometría de masas (MS-MALDI) en donde se observa la aparición de un solo pico correspondiente al peso del compuesto de interés (1245.65 (100%) [C 78 H 75 N 3 O 8 S 2 ]). Tras la síntesis de los ligandos dendríticos, se procede a la desprotección del grupo tiol mediante el empleo de resina ácida Dowex® 50W X8 como se describió anteriormente, pero en este caso en THF/H 2 O (90:10) como disolvente 15 , garantizando la completa solubilidad del ligando para conseguir rendimientos más eficientes (esquema 3.8). Esquema 3.8. Desprotección de los ligandos dendríticos de primera y segunda generación. 3.1.6. Síntesis de los ligandos dendríticos promesógenos. En esta sección se describe el trabajo con dendrones de poli(bencil éteres) previamente sintetizados por el grupo de Cristales Líquidos y Polímeros de la Universidad de Zaragoza 16 . En este caso el dendrón escogido (VI-06) corresponde a un sistema de segunda generación que posee propiedades líquido cristalinas monótropas (solo observables mediante enfriamiento del líquido isótropo) y genera organizaciones de tipo columnar hexagonal (Col h ). El dendrón en cuestión se somete a funcionalización mediante esterificación de Steglich con los grupos carboxilo de los ácidos ω-mercaptoalcanoicos (JAU-08 y JAU-09) sintetizados en este trabajo, obteniéndose los compuestos (JAU-022 y JAU-023). En una etapa posterior se intenta desproteger el enlace tioeter mediante el empleo de resina ácida Dowex® 50W X8 en THF:H 2 O para obtener los tioles correspondientes (JAU-024 y JAU-025). El diseño se detalla en el esquema 3.9. 15 A.L. Korich, A.R. Walker, C. Hincke, C. Stevens, P.M. Iovine, J. Polymer. Sci. Polymer. Chem., 2010, 48, 24, 5767-5774. 16 V. Iguarbe, Dendrímeros de bloque basados en poli(bencil éter): Mesomorfismo y luminiscencia.,Trabajo académicamente dirigido, 2012-2013. C6H12O O O O CnH2nSH O CnH2nSHO N NN O O (JAU-016) Py-TA-BMPA-G1S3, (n = 2) (JAU-017) Py-TA-BMPA-G1S11, (n = 10) (JAU-019) Py-TA-BMPA-G1S3H, (n = 2), Rdto = 58% (JAU-020) Py-TA-BMPA-G1S11H, (n = 10),Rdto = 91% Dowex THF:H2O (JAU-018) Py-TA-BMPA-G2S3, (n = 2) C6H12O O O O O O O O O CnH2nSHO O O CnH2nSH CnH2nSH O CnH2nSH O N NN O O Dowex THF:H2O (JAU-021) Py-TA-BMPA-G2S3, (n = 2), Rdto = 23% 16 3. Resultados y discusión. Esquema 3.9. Funcionalización y desprotección de los dendrones promesógenos. Sin embargo, no es posible desproteger los compuestos (JAU-022 y JAU-023), por lo cual se cambia el método, añadiendo ácido trifluoroacético (TFA) progresivamente desde un 5% a un 20% en volumen total del sistema y seguido por CCF; sin embargo, aun así el sistema no se desprotege. De acuerdo a la literatura, dependiendo de las características químicas de cada compuesto el grupo protector tritilo puede removerse fácilmente y en condiciones suaves en sistemas alifáticos, como es nuestro caso. Por el contrario, para sistemas peptídicos y aromáticos la desprotección acaba siendo un desafío en donde los buenos resultados son escasos. En estudios posteriores se realizará la búsqueda de estrategias sintéticas adecuadas para cada sistema químico en específico; en el caso de este trabajo de fin de máster, este apartado no se ha logrado. Esquema 3.10. Funcionalización y desprotección de los dendrones promesógenos. 23 3. Resultados y discusión. 3.2.3. Estudios de las propiedades ópticas. Como ensayo preliminar para comprobar la generación de las AuNPs, se realizan medidas mediante espectroscopía UV-Vis, en donde se realiza un ensayo comparativo entre la absorción del ligando y la del sistema coloidal de nanopartículas. La presencia de absorción en la zona cercana a 520 nm indicaría la formación de las nanopartículas y su estabilización mediante la formación de los híbridos con los ligandos derivados de bis-MPA. Esta banda de absorción varía dependiendo del tamaño y ligando protector del sistema híbrido y corresponde a una singular propiedad óptica, conocida como resonancia de plasmón de superficie (SPR, Surface plasmon resonance), que consiste en la interacción entre la radiación electromagnética con la oscilación coherente y colectiva de los electrones libres de la banda de conducción de la partícula. De la suspensión coloidal previamente separada por sucesivas centrifugaciones, se toma una alícuota de 250 µL y se completa hasta 1000 µL con tolueno. Al comparar los espectros de UV-Vis correspondientes al ligando de bis-MPA (JAU-020) y el híbrido Au@bis-MPA, se observa la aparición de la banda característica con máximo en 539nm (gráfica 3.2.1). En la zona comprendidas entre 270 y 400 nm, que es donde se vería la emisión del grupo pireno del ligando, se observa un gran banda ancha, ruidosa y poco definida, que se puede deber al gran número de grupos pireno disponibles sobre las nanopartículas de oro y su respuesta asociada a la formación del híbrido, produciendo una especie de efecto acoplado que no permite visualizar el espectro más definido. Grafica 3.2.1. Espectros de absorción del ligando de bis-MPA (JAU-020) y del híbrido de nanopartículas de oro funcionalizadas Au@bis-MPA. 0 1 2 3 4 5 200 400 600 800 1000 Absorbancia Longitud de Onda (cm-1) Py-TA-BMPA-G1S11H Au@Py-TA-BMPA-G1S11H 24 4 Conclusiones. 4. CONCLUSIONES. En este trabajo se ha logrado la síntesis y caracterización estructural de tres dendrímeros tipo Jano basados en bis-MPA que incorporan la unidad luminiscente de pireno y de dos dendrímeros de poli(bencil éteres). Con estos dos últimos no se ha logrado la desprotección para funcionalizar nanopartículas de oro. Con los dendrímeros de bis-MPA, con los de primera generación se han podido funcionalizar nanopartículas de oro, generando híbridos y agregados tipo clusters. Los procesos de síntesis deben ser optimizados y dan cuenta de una buena aproximación para posteriores estudios con dendrímeros cristales líquidos, de forma que se pueda ejercer un control sobre la estructura de los híbridos. Respecto al dendrón de segunda generación, se puede concluir que un alto número de grupos funcionales tiol no logran una funcionalización completa de las nanopartículas, formando sistemas inestables que no perduran en el tiempo.Esto da claras directrices de cómo se debe desarrollar un futuro trabajo en cuanto al número de sitios de ligazón a generar, siendo los dendrímeros con dos ligandos (JAU-019 y JAU-020) los que exhiben mejores comportamientos. Respecto a la longitud de los ligandos, los estudios realizados no son concluyentes. Se deduce que los dendrímeros de primera generación son capaces de generar agregados con las nanopartículas de oro, que han sido caracterizados por SEM, y sistemas coloidales de nanopartículas de oro funcionalizadas con los ligandos de bis-MPA.Por otro lado, no se ha podido realizar hasta ahora estudios de TEM capaces de determinar el tamaño del sistema híbrido.Sin embargo, los resultados siguen siendo satisfactorios ya que las evidencias cualitativas, como el estudio de propiedades ópticas que indican la formación de sistemas híbridos (UV-Vis, bandas de superficie de plasmón),permiten concluir que se puede obtener los sistemas híbridos, aunque se deben estudiar las variables experimentales correspondientes para optimizar este trabajo. El papel de la unidad de pireno en los dendrímeros de bis-MPA se ha estudiado por estudios ópticos, tanto de absorción como emisión, y se ha comprobado que estos dendrímeros tienen un comportamiento similar al descrito en la literatura, tanto en el caso de los dendrímeros libres como de los híbridos que funcionalizan las nanopartículas de oro. Los dendrímeros de poli(bencil éteres) no se han logrado desproteger del grupo trifenilmetilo, por lo cual se debe optimizar el diseño de síntesis para sistemas de tipo aromático, de manera que se favorezcan condiciones suaves de protección y desprotección eficientes. En definitiva, este trabajo da evidencia experimental de que es posible funcionalizar nanopartículas y sistemas de mayor tamaño con dendrímeros de bis-MPA y abre las puertas a posteriores estudios al respecto con variados sistemas dendríticos. 25 Anexo 1 – Procedimientos Experimentales. ANEXO 1 – PROCEDIMIENTOS EXPERIMENTALES. A1.1. Síntesis de los dendrones de Bis-MPA de primera y segunda generación. Síntesis de ácido isopropiliden-2,2-bis-(hidroximetil)propionico (JAU-01). 1.00 equivalente de Bis-MPA (30.00 g, 223.7 mmol) y 0.05 equivalentes de ácido p-toluensulfónico (2.24 g, 11.2 mmol) se disuelven en acetona seca (150 mL). Se adiciona 1.50 equivalentes de 2,2dimetoxipropano (34.95 g, 335.5 mmol) y la reacción se mantiene bajo agitación durante 2 horas a temperatura ambiente. Finalizada la reacción se neutraliza con NH 3 /EtOH (1:1) (~ 6mL). Se concentra mediante el uso de evaporador rotatorio con presión reducida hasta la aparición de un sólido blanco, quese disuelve en AcOEt (100 mL) y se lava con agua destilada (2x50 mL). La fase orgánica se separa y seca sobre MgSO 4 anhidro, se filtra por gravedad y se evapora el disolvente orgánico, obteniéndose un sólido blanco (JAU-01) (28.14 g, 72%). Síntesis de 6-azido-1-hexanol (JAU-02). Se disuelve1.00 equivalente de 6-cloro-1-hexanol (9.77 mL, 73.3 mmol) en 30 mL de DMF. Se adicionan 2.10 equivalentes de NaN 3 (10.01 g, 154 mmol) y el sistema se mantiene a reflujo (140ºC) durante 24 horas. Finalizada la reacción, se vierte sobre 120 mL de agua, y se extrae con éter etílico (3x100 mL), y la fase orgánica se lava con disolución de NaCl (2x100 mL) y se seca sobre MgSO 4 . Se concentra por evaporación y se purifica por columna cromatográfica engel de sílice (eluyente: hexano/acetato de etilo = 7/3), obteniéndose unaceite amarillo traslucido (8.43 g, 77%). Síntesis de p-toluensulfonato de dimetilaminopiridina (DPTS) (JAU-03). Se disuelve 1.00 equivalente de 4-DMAP (6.02 g, 49.0 mmol) en THF a 60ºC, y se adiciona con agitación una cantidad equivalente de APTS (6.02 g, 31.7 mmol) disuelto en THF. Se observa generación de un sólido blanco instantáneamente. Tras enfriar, el sólido se aísla por filtración y lavado con THF (2x50 mL). Se obtiene un sólido blanco (9.33 g, 78%). Síntesis de BMPA-G1-acetal (JAU-04). Se disuelve en DCM seco (100 mL) 1.00eq de JAU-02 (7.681 g, 51.5 mmol), y se adiciona 1.05 equivalentes de JAU-01 (9.424 g, 54.1 mmol) y 0.4 equivalentes de DPTS (6.085 g, 20.6 mmol). La mezcla de reacción se lleva a 0ºC mediante baño de hielo y posteriormente se adiciona 1.05 equivalentes de DCC (11.157 g, 54.1 mmol) disuelto en DCM (~50 mL). El sistema se mantiene bajo agitación 48 horas a temperatura ambiente y atmosfera de argón. Finalizada la reacción, el precipitado blanco de DCU se separa por filtrado y luego se concentra la disolución resultante, se adiciona una mínima cantidad de hexano, se filtra y evapora nuevamente para luego separar por columna cromatográfica en gel de sílice (eluyente: hexano/acetato de etilo = 7/3) obteniéndose un aceite amarillo traslúcido (12.48 g, 81%). Síntesis de BMPA-G1 (JAU-05). La resina ácida Dowex® 50W X8 se lava en MeOH y luego se filtra. Por otro lado, se disuelve 1.00 equivalente de JAU-04 (7.190 g, 24.0 mmol) en 100 mL de MeOH y se adiciona la resina previamente lavada. La reacción procede en 4 horas a temperatura ambiente. Posteriormente la mezcla se filtra separando la resina y la disolución se lleva a sequedadmediante evaporación, obteniéndose un aceite incoloro (5.993 g, 97%). 26 Anexo 1 – Procedimientos Experimentales. Síntesis de BMPA-G2-cetal (JAU-06). Se disuelve en DCM seco (100 mL) 1.00equivalente de JAU-05 (5.993 g, 23.0 mmol), se adiciona 2.10 equivalentes de JAU-01 (8.442 g, 48.3 mmol) y 0.8 equivalentes de DPTS (5.441 g, 18.4 mmol). La mezcla de reacción se lleva a 0ºC mediante baño de hielo y posteriormente se adiciona 2.10 equivalentes de DCC (9.816 g, 48.3 mmol) disuelto en DCM (~50 mL), tras lo cual el sistema se mantiene bajo agitación 72 horas a temperatura ambiente y atmosfera de argón. Finalizada la reacción, el precipitado blanco de DCU se separa por filtrado y luego se concentra la disolución resultante, se adiciona una mínima cantidad de hexano, se filtra y evapora nuevamente para luego separar por columna cromatográfica en gel de sílice (eluyente: hexano/acetato de etilo = 7/3) obteniéndose un aceite amarillo traslúcido (12.09 g, 92%). Síntesis de BMPA-G2 (JAU-07). La resina ácida Dowex® 50W X8 se lava en MeOH y luego se filtra. Por otro lado, se disuelve 1.00 equivalente de JAU-06 (2.50 g, 4.4 mmol) en 100 mL de MeOH y se adiciona la resina previamente lavada. La reacción procede en 8 horas a temperatura ambiente. Posteriormente la mezcla se filtra separando la resina y la disolución se lleva a sequedadmediante evaporación, obteniéndose un sólido blanco (2.085 g, 97%). A1.2. Síntesis de los derivados de los ácidos ω-mercaptoalcanoicos. Síntesis del ácido 3-(trifenilmetiltio)propanoico (JAU-08). A una disolución de 1.00 equivalente de ácido 3-mercaptopropiónico (3.072 g, 28.9 mmol) en DMF (10 mL) se le adiciona una mezcla de 1.50 equivalentes de cloruro de tritilo (12.071 g, 43.2 mmol) en DMF (30 mL). La reacción se deja en agitación durante 48 horas a temperatura ambiente. Transcurrido el tiempo de reacción se vacía sobre una disolución de NaOAc10% (100 mL) en donde se observa la generación de sólido blanco que es filtrado posteriormente, se lava con agua (100 mL) y se filtra nuevamente. El sólido blanco se recristaliza en EtOH obteniéndose cristales blancos (7.54 g, 77%). Síntesis del ácido 11-(trifenilmetiltio)undecanoico (JAU-09). Se disuelve 1.00 equivalente de ácido 11-mercaptoundecanoico (5.000 g, 22.9 mmol) en DMF (10 mL) y se le adiciona una mezcla de 1.50 equivalentes de cloruro de tritilo (9.618 g, 34.5 mmol) en DMF (30 mL). La reacción se deja en agitación durante 48 horas a temperatura ambiente. Transcurrido el tiempo de reacción se viertesobre una disolución de NaOAc10% (100 mL). Se observa la generación de aceite blanco, se extrae con éter etílico (3x20 mL) y luego la fase orgánica se lava con disolución saturada de NaCl (3x10 mL). La fase orgánica se seca sobre MgSO 4 y se evapora, obteniéndose un sólido blanco a temperatura ambiente, que se recristaliza en EtOH (7.81 g, 74.1 %). A1. 3. Funcionalización de los dendrones de bis-MPA de primera y segunda generación. Síntesis de BMPA-G1S3 (JAU-10). Para 1 equivalente de JAU-05 (0.578 g, 2.25 mmol) en DCM seco (100 mL), se adicionan 2.2 equivalentes de JAU-09 (1.717 g, 5.13 mmol) y 2.00 equivalentes de DPTS (1.299 g, 4.4 mmol) y la mezcla se enfría a 0ºC. Por otro lado, se disuelve en DCM seco 2.2 equivalentes de DCC (1.058 g, 5.13 mmol) y se adicionan a la mezcla, manteniendo en agitación 48 horas a temperatura ambiente y atmosfera de argón. Finalizada la reacción, se filtra la DCU generada y la disolución restante se concentra mediante evaporación, se obtiene un sólido pastoso que se lava con hexano, se filtra y la disolución obtenida se vuelve a concentrar. Se solubiliza en DCM y se purifica por columna cromatográfica en gel de 27 Anexo 1 – Procedimientos Experimentales. sílice(eluyente = hexano/acetato de etilo, gradiente desde 9:1 hasta 7:3) obteniéndose un aceite amarillo anaranjado (1.915 g, 89%). Síntesis de BMPA-G1S11 (JAU-011). Para 1.00 equivalente de JAU-05 (1.000 g, 7.86 mmol) en DCM seco (100 mL), se adicionan 2.5 eq de JAU-09 (4.44 g, 9.64 mmol) y 0.80 equivalentes de DPTS (0.908 g, 3.09 mmol), y la mezcla se enfría a 0ºC. Por otro lado, se disuelve en DCM seco 2.5 equivalentes de DCC (1.99 g, 9.64 mmol) y se adicionan a la mezcla, manteniendo en agitación 72 horas a temperatura ambiente y atmosfera de argón. Finalizada la reacción, se filtra la DCU generada y la disolución restante se lleva a sequedad mediante evaporación, se solubiliza en 200 mL de mezcla hexano:AcOEt (9:1) y se mantiene en agitación durante 20 minutos, para posterior filtrado de impurezas y evaporación del disolvente. El aceite amarillo obtenido por evaporación se disuelve en 250 mL de hexano:AcOEt (1:1) y se lava con HCl 0.1N (2x100 mL), NaHCO 3 (1x100 mL) y NaCl (1x100 mL), para posterior secado sobre MgSO 4 anhidro, filtración y evaporación, obteniéndose un aceite amarillo. El aceite se purifica por columna cromatográfica en gel de sílice (eluyente = hexano/acetato de etilo, gradiente desde 95:5 hasta 80:20) obteniéndose un aceite amarillo (2.43 g, 26.7%). Síntesis de BMPA-G2S3 (JAU-012). A 1.00 equivalente de JAU-07 (1.000 g, 2.04 mmol) disuelto en DCM seco (100 mL) se adicionan 4.4 equivalentes de JAU-09 (3.128 g, 8.9 mmol) y 3.2 equivalentes de DPTS (1.919 g, 6.5 mmol), y la mezcla se enfría a 0ºC. Por otro lado, se disuelve en DCM seco 4.4 equivalentes de DCC (1.853 g, 8.9 mmol) y se adicionan a la mezcla, manteniendo en agitación 48 horas a temperatura ambiente y atmosfera de argón. Finalizada la reacción se filtra la DCU generada y la solución restante se lleva a sequedadmediante evaporación, se solubiliza en DCM y se purifica por columna cromatográfica en gel de sílice (eluyente = hexano/acetato de etilo, gradiente desde 9:1 hasta 7:3) obteniéndose un aceite amarillo (2.932 g, 79%). A1. 4. Síntesis de los derivados de pireno. Síntesis del cloruro del ácido 4-(piren-1-il)butanoico (JAU-014). En 30 mL de DCM seco se disuelve un equivalente de ácido (0.700 g, 2.4 mmol) y el sistema se enfría mediante baño de agua-hielo, se adiciona lentamente (gota a gota) 1,2 equivalentes de cloruro de oxalilo (0.250 mL, 2.9 mmol) para luego dejar bajo agitación, atmosfera inerte y temperatura ambiente durante 2 horas. Finalizado el tiempo de reacción, se evapora el DCM hasta sequedad (rendimiento no evaluado). El producto obtenido se utiliza en la siguiente reacción sin más purificación. Síntesis de 4-(piren-1-il)butanoato de propargilo (JAU-015). 2.0 equivalentes de alcohol propargílico (0.280 mL, 4.86 mmol) y 1.2 equivalentes de TEA (0.407 mL, 2.92 mmol) se mezclan en 10 mL de DCM seca y se mantiene bajo agitación en atmosfera inerte. Posteriormente se añade el cloruro del ácido pirenobutanoico (JAU-014) previamente formado y disuelto en 20 mL de DCM seco. La reacción procede a temperatura ambiente y se sigue su evolución mediante CCF. Terminada la esterificación, el crudo de reacción se vierte sobre 100mL de mezcla de AcOEt/H 2 O (1:1), la fase orgánica se lava con HCl 1N (2x50 mL), NaHCO 3 (2x70 mL) y H 2 O (2x50 mL), se seca sobre MgSO 4 anhidro y posteriormente el sólido se elimina por filtración y se evapora el disolvente. Sólido amarillo (0.567 g, 71.6%). 28 Anexo 1 – Procedimientos Experimentales. A1. 5. Síntesis de los ligandos dendríticos vía cicloadición 1,3-dipolar de azidas y alquinos. Síntesis de Py-TA-BMPA-G1S3 (JAU-016). 0.10 equivalentes de CuSO 4 *5H 2 O (0.010 g, 0.04 mmol), L-ascorbato de sodio (0.018 g, 0.09 mmol) y TBTA (0.021 g, 0.04 mmol) se disuelven en 7 mL de DMF seca y desgasificada en un tubo Schlenk, realizando sobre la mezcla 3 ciclos de vacío-argón y luego manteniendo el sistema bajo agitación a 40ºC durante 30 minutos (tubo 1). De forma análoga, en otro tubo Schlenk se mezclan 1.0 equivalentes de la azida JAU-010 (0.395 g, 0.43 mmol) y 1.2equivalentes de alquino JAU-015 (0.170 g, 0.52 mmol) y se disuelven en 12 mL de DMF; en este caso también se realizan los ciclos de vacío-argón y se mantiene bajo agitación constante (tubo 2). En un paso posterior, las sales de cobre estabilizadas y el TBTA del tubo 1 se adicionan al tubo 2 mediante una línea de Schlenk (cánula) y el sistema se mantiene bajo agitación a temperatura ambiente y atmosfera inerte durante 24 horas. Finalizada la reacción, la mezcla se vierte sobre 40 mL de solución de NaCl saturado y se extrae con AcOEt (3x80 mL), la fase orgánica se lava con NaCl (2x80 mL) y luego se hace pasar sobre un filtro con alúmina neutra para eliminar el cobre, para posteriormente secar sobre MgSO 4 anhidro, filtrar y evaporar el disolvente. El producto de interés se purifica mediante columna cromatográfica en gel de sílice (eluyente = hexano/acetato de etilo, gradiente desde 8:2 hasta 5:5), y se obtiene un aceite ligeramente amarillo (0.428 g, 80.0%). Síntesis de Py-TA-BMPA-G1S11 (JAU-017). Procedimiento similar a la síntesis de JAU-016. (0.430 g, 68.1%). Síntesis de Py-TA-BMPA-G2S3 (JAU-018). Procedimiento similar a la síntesis de JAU-016. (0.664 g, 72.2%). A1. 6. Desprotección de los ligandos dendríticos tipo Jano. Síntesis de Py-TA-BMPA-G1S3H (JAU-019). Se disuelven 0.428 g del precursor JAU-016 (0.34 mmol) en 50 mL de mezcla THF:H 2 O (7:3) y se adiciona 0.500 g de resina ácida Dowex® 50W X8, previamente lavada con MeOH. La reacción procede a temperatura ambiente durante 5 horas. Se elimina la resina por filtración y se evapora el disolvente. Se vuelve a disolver en AcOEt y se mantiene agitando durante 20 minutos lavando con NaHCO 3 . Se separan las fases y la orgánica se seca sobre MgSO 4 anhidro y se evapora el disolvente. La mezcla obtenida se purifica mediante columna cromatográfica en gel de sílice (eluyente = Hexano/éter, 1:1 y posteriormente acetato de etilo), de la que se obtiene un aceite traslúcido ligeramente amarillo (0.150g, 58.4%). Síntesis de Py-TA-BMPA-G1S11H (JAU-020). Procedimiento similar a la síntesis de JAU-019. (0.258 g, 90.7 %). Síntesis de Py-TA-BMPA-G2S3H (JAU-021). Procedimiento similar a la síntesis de JAU-019. (0.083 g, 22.8 %). 29 Anexo 1 – Procedimientos Experimentales. A1. 7. Síntesis de los ligandos dendríticos promesógenos. Síntesis de VI06-S3 (JAU-022). Sobre una disolución de 1.00 equivalente de VI06 (0.400 g, 0.41mmol) en DCM seco (50mL) se adicionan 1.0eq de JAU-09 (0.137 g, 0.41mmol) y 0.50 equivalentes de DPTS (0.065 g, 0.21mmol), y la mezcla se enfría a 0ºC. Por otro lado, 1.4 equivalentes de DCC (0.120 g, 0.59mmol) se disuelven en DCM seco y se adicionan a la mezcla, manteniendo en agitación 72 horas a temperatura ambiente y atmósfera de argón. Finalizada la reacción, se filtra la DCU, se evapora el disolvente y el residuo se mantiene en agitación durante 20 minutos en 200 mL de mezcla hexano:AcOEt (9:1), para posterior filtrado de impurezas y evaporación del disolvente. El aceite obtenido por evaporación se disuelve en 60mL de AcOEt y se lava con HCl 0.1N (2x50mL), NaHCO 3 (2x60mL) y NaCl (1x80mL), para posterior secado sobre MgSO 4 anhidro, filtración y evaporación, obteniéndose un aceite transparente verdoso (0.375 g, 69.9 %). Síntesis de VI06-S3 (JAU-023). Procedimiento similar a la síntesis de JAU-022. (0.448 g, 76.9 %). A1. 8. Síntesis y funcionalización in-situ de nanopartículas de oro con dendrímeros de bis-MPA. Todo el material de vidrio debe ser lavado previamente con agua regia (HCl:HNO 3 , 3:1) y luego lavado con agua mili-Q y secado en una estufa a 100ºC durante dos horas. 1.0 equivalente de HAuCl 4 (7.1 mg, 0.022 mmol) se disuelven en 500 µL de metanol, y de la misma forma en un tubo eppendorf se disuelven 20 equivalentes de NaBH 4 (16.6 mg, 0.44 mmol) en 500 µL de metanol. Por otro lado, 5.0 equivalentes de ligando de bis-MPA JAU-20 (107.9 mg, 0.110 mmol) se disuelven en 1500 µL de tolueno. Se adiciona la sal de oro sobre la disolución del dendrón y luego rápidamente se adiciona el reductor, observándose el viraje de color desde una disolución amarilla a una suspensión de color rojo rubí. La reacción se mantiene bajo agitación durante 30 minutos a temperatura ambiente. Finalizado el tiempo de reacción, se centrifuga la mezcla durante 7min a alta potencia, produciendo un sistema trifásico (líquido, líquido, sólido). Se separan las fases y la fracción de la suspensión de nanopartículas (suspensión roja oscura) se sigue lavando con 750 µL de tolueno y posterior centrifugado hasta que no se observe másligando libre y oro (disolución amarilla) o agregados de nanopartículas (precipitado rojo rubí). Este proceso se reprodujo con JAU-019, obteniéndose suspensiones de color rojo-rubí, y no fue posible con JAU-021. 30 Anexo 1 – Procedimientos Experimentales. 30 Anexo 2 – Caracterización química. ANEXO 2 – CARACTERIZACIÓN QUÍMICA. Ácido isopropiliden-2,2-bis-(hidroximetil)propionico (JAU-01). RMN1 H (400 MHz, CDCl 3 ): δ = 1.15 (s, 3H), 1.37 (d, J=12.9 Hz, 6H), 3.61 (d, J = 11.3 Hz, 2H), 4.12 (d, J = 11.3 Hz, 2H) ppm. RMN13 C (100 MHz, CDCl 3 ): δ = 18.42, 21.86, 25.36, 41.75, 65.91, 98.37, 180.02 ppm. IR (Nujol): ν = 2994, 1722, 1259, 1073 cm -1 . MS (ESI + ) m/z (%): 196.9 (55.4%) [C 8 H 14 O 4 , Na+], 174.9 (65.2%) [C 8 H 13 O 4 ]. 6-azido-1-hexanol (JAU-02). RMN1 H (400 MHz, CDCl 3 ): δ = 1.30 (m, 4H), 1.50 (m, 4H), 3.133 (s, 1H, -OH), 3.18 (t, J = 6.9 Hz, 2H), 3.50 (t, J = 6.4 Hz, 2H) ppm. RMN13 C (100 MHz, CDCl 3 ): δ = 25.29, 26.46, 28.73, 32.39, 51.30, 62.24 ppm. IR (nujol):ν = 3341, 2943, 2860, 2096 cm -1 . p-toluensulfonato de dimetilaminopiridina (JAU-03). RMN1 H (400 MHz, DMSo-D 6 ): δ = 2.29 (s, 3H), 3.17 (s, 6H), 6.98 (d, J = 7.7 Hz, 2H), 7.12 (d, J = 9.0 Hz, 2H), 7.49 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 8.21 (d, J = 7.7 Hz, 2H) ppm. RMN13 C (100 MHz, DMSo-D 6 ): δ = 20.74, 39.62, 106.95, 125.47, 128.06, 137.65, 139.13, 145.63, 156.91 ppm. IR (Nujol): ν = 2953, 2853, 1648 1598, 1376, 1154 cm -1 . BMPA-G1-cetal (JAU-04). N3 O O O O RMN1 H (400 MHz, CDCl 3 ): δ = 1.15 (s, 3H), 1.35 (s, 3H), 1.38 (m, 7H), 1.57 (m, 2H), 1.65 (m, 2H), 3.24 (t, J = 6.9 Hz, 2H), 3.61 (d, J = 11.7 Hz, 2H), 4.13 (dd, J 1 = 16.6 Hz, J 2 = 9.4 Hz, 4H) ppm. RMN13 C (100 MHz, CDCl 3 ): δ = 18.66, 22.68, 24.61, 25.40, 26.30, 28.44, 41.79, 51.28, 64.60, 66.01, 97.98, 174.21 ppm. IR (Nujol): ν = 2927, 2095, 1734, 1256, 1083 cm -1 . 31 Anexo 2 – Caracterización química. BMPA-G1 (JAU-05). RMN1 H (400 MHz, CDCl 3 ): δ = 1.052 (s, 3H), 1.38 (m, 4H), 1.58 (m, 2H), 1.65 (m, 2H), 3.19 (bs, 2H), 3.25 (t, J = 6.9 Hz, 2H), 3.67 (d, J = 11.2 Hz, 2H), 3.85 (d, J = 11.2 Hz, 2H), 4.13 (t, J = 6.6 Hz, 2H) ppm. RMN13 C (100 MHz, CDCl 3 ): δ = 17.24, 25.43, 26.30, 28.38, 28.69, 49.22, 51.29, 64.83, 67.45, 175.91 ppm. IR (Nujol): ν = 3446, 2854, 2096, 1725 cm -1 . MS (ESI + ) m/z (%): 281.9 (100.0%) [C 11 H 21 N 3 O 4 , Na + ], 232.0 (62.7%) [C 11 H 21 NO 4 , Na + ]. BMPA-G2-cetal (JAU-06). RMN1 H (400 MHz, CDCl 3 ): δ = 1.11 (s, 6H), 1.25 (s, 3H), 1.32 (s, 6H), 1.38 (m, 10H), 1.57 (m, 2H), 1.62 (m, 2H), 3.24 (t, J = 6.8 Hz, 2H), 3.58 (d, J = 11.9 Hz, 4H), 4.10 (t, J = 11.3 Hz, 6H), 4.29 (s, 4H) ppm. RMN13 C (100 MHz, CDCl 3 ): δ = 17.750, 18.522, 22.193, 25.002, 25.484, 26.338, 28.383, 28.698, 42.010, 46.714, 51.272, 65.132, 65.278, 65.902, 65.945, 98.047, 172.542, 173.473 ppm. IR (Nujol): ν = 2957, 2096, 1741, 1256 1083 cm -1 . MS (MALDI + ) m/z (%): 594.4 (100%) [C 27 H 45 N 3 O 10 ,Na + ]. BMPA-G2 (JAU-07). RMN1 H (400 MHz, CDCl 3 ): δ = 0.99 (s, 6H), 1.24 (s, 3H), 1.34 (m, 4H), 1.53 (q, 2H), 1.61 (q, 2H), 3.14 (bs, 4H), 3.21 (t, J = 6.8 Hz, 2H), 3.64 (dd, J 1 = 11.4 y J 2 = 8.5 Hz, 4H), 3.76 (dd, J 1 = 11.3 y J 2 = 2.7 Hz, 4H), 4.08 (t, J = 6.6 Hz, 2H), 4.20 (d, J = 11.1 Hz, 2H), 4.37 (d, J = 11.0 Hz, 2H). RMN13 C (100 MHz, CDCl 3 ): δ = 17.15, 18.18, 25.49, 26.36, 28.40, 28.73, 46.38, 49.74, 51.32, 64.87, 65.41, 67.80, 173.03, 175.13 ppm. IR (Nujol): ν = 3285, 2923, 2853, 2097, 1731, 1241, 1054 cm -1 . MS (MALDI + ) m/z (%): 514.1 (100%) [C 21 H 37 N 3 O 10 ,Na + ]. 38 Anexo 3 – Técnicas e instrumentación. ANEXO 3. TÉCNICAS E INSTRUMENTACIÓN. Se describen los detalles de las técnicas empleadas para caracterizar los compuestos sintetizados y las descripciones de dichos instrumentos. Resonancia magnética nuclear (RMN): Los estudios de resonancia magnética nuclear (RMN 1 H y 13 C) se obtuvieron en el espectrómetro Bruker AV400 con robot integrado y sonda QPN de dos canales ( 1 H, 13 C, 19 F, 31 P) de 5 mm. Como disolventes se utilizaron CDCl 3 y DMSO-d 6 en función de la solubilidad de los compuestos sintetizados. Los desplazamientos químicos están referenciados con respecto al TMS y los experimentos fueron realizados a 298K. Espectroscopía infrarroja (IR): Los espectros de infrarrojo se obtuvieron en un equipo Nicolet Avatar 380. Se realizaron las medidas de las muestras como suspensiones en nujol entre cristales de NaCl o bien en pastillas de KBr con concentración del 1% en peso. Espectrometría de masas (MS): La espectrometría de masas se realizó mediante dos métodos: para las moléculas menores se empleó el espectrómetro BrukerMicroTof-Q, de ionización a presión atmosférica mediante Electrospray (ESI) y analizador híbrido Q-TOF de alta resolución. Para los dendrímeros, los estudios de espectrometría de masas se realizaron con espectrómetro BrukerMicroFlex, utilizando la técnica de ionización MALDI con láser de nitrógeno y matriz de ditranol. Espectroscopía ultravioleta-visible (UV-Vis): Los estudios ópticos de espectroscopia de absorción realizados en los ligandos de bis-MPA se realizaron con un espectrómetro ATI-Unicam AV4-200, con cubetas de 10 mm de paso óptico. Para el estudio de las dispersiones coloidales de nanopartículas funcionalizadas se ha empleado un espectrómetro ultravioleta-visible VarianCary 50. Espectroscopía de fluorescencia: Los estudios de emisión de fluorescencia se realizaron con un espectrómetro Perkin-Elmer LS50B y cubetas de 10 mm de paso óptico. Microscopia electrónica de barrido (SEM): Los estudios de microscopía electrónica se han realizado con un microscopio de rayos X dispersivo EDX INCA PentaFETx3. Las imágenes han sido adquiridas en un rango de energía entre 0-30 KeV.