Polímeros supramoleculares de base escuaramida: complejidad de caminos y polimorfismo supramolecular

Abstract

[cat] Aquesta Tesi, titulada “Polímeros Supramoleculares de Base Escuaramida: Complejidad de Caminos y Polimorfismo Supramolecular”, descriu l’estudi de diferents sistemes esquaramídics que experimenten agregació supramolecular en diferents medis. Específicament, el treball es divideix en capítols que estudien diferents materials autoagregats, resultat de la polimerització supramolecular d’esquaramides. Capítol 3. En aquest capítol s’ha dissenyat i sintetitzat una família de cinc arilesquaramides amfifíliques en tàndem amb un grup benzoat, substituïdes amb diferents elements a l’anell aromàtic. S’ha estudiat la capacitat d’aquestes esquaramides per formar hidrogels a pH 7-8. S’ha determinat que la presència de grups electronegatius a l’anell aromàtic és clau per generar el moment dipolar amb la intensitat i l’angle adequats per a interaccionar per mitjà de la formació d’apilaments π dipolars entre arilesquaramides, generant un entramat de fibres que, a altes concentracions, estabilitzen la fase hidrogel. Capítol 4. En aquest capítol s’ha dissenyat i sintetitzat una família de tres esquaramides amb diferent volum estèric, les quals s’agreguen en nanopartícules en MCH mitjançant la formació d’enllaços d’hidrogen asimètrics al refredar-se fins a 298 K. Els agregats dels dos composts de menor volum estèric evolucionen a estructures fibril·lars al disminuir la temperatura fins a 278 K, mitjançant la reorganització dels enllaços d’hidrogen. La transformació quasi immediata d’un ells ha permès estudiar la termodinàmica del procés, mentre que la lenta velocitat de l’altre ha permès estudiar els processos cinètics involucrats en la transformació entre polimorfs. Capítol 5. En aquest capítol s’ha dissenyat i sintetitzat una família de tres esquaramides amb espaiadors de diferent longitud entre el centres esquaramídics i grups voluminosos. S’ha estudiat l’efecte d’aquesta distancia en el comportament i el patró d’agregació en MCH, així com la seva capacitat d’estabilitzar fases líquid-cristal·lines en estat sòlit.

[eng] This Thesis, entitled "Polímeros Supramoleculares de Base Escuaramida: Complejidad de Caminos y Polimorfismo Supramolecular", describes the study of different squaramidic systems undergoing supramolecular polymerization in different media. Specifically, the work is divided into chapters that study different self-assembled materials as the result of the supramolecular polymerization of squaramides. Chapter 3. In this chapter, five amphiphilic arylsquaramides have been designed and synthesized in conjunction with a benzoate group, substituted with different elements in the aryl part. The ability of these squaramides to form hydrogels at pH 7-8 has been studied. It has been determined that the presence of electronegative groups in the aromatic ring is key to generating the dipole moment with the appropriate intensity and angle to interact through the formation of dipolar π stackings between arylsquaramides, generating a network of fibers that, at high concentrations, stabilize the hydrogel phase. Chapter 4. In this chapter, three squaramides with different steric volumes have been designed and synthesized. They aggregate into nanoparticles in MCH through the formation of asymmetric hydrogen bonds when cooled to 298 K. The two compounds with smaller steric volume evolve from particles to fibrillar structures when the temperature further decreases to 278 K, by means of the reorganization of the hydrogen bonds. The almost immediate transformation of one of them has made it possible to study the thermodynamics of the process. In contrast, the slow transformation of the other has made it possible to study the kinetic processes involved in the transformation between polymorphs. Chapter 5. In this chapter, three squaramides with spacers of different lengths between the squaramide centers and bulky groups have been designed and synthesized. The effect of this distance on the behavior and aggregation pattern in MCH has been studied, as well as its ability to stabilize liquid-crystalline phases in solid state.

[spa] Esta Tesis, titulada “Polímeros Supramoleculares de Base Escuaramida: Complejidad de Caminos y Polimorfismo Supramolecular”, describe el estudio de sistemas escuaramídicos que presentan agregación supramolecular en diferentes medios. Específicamente, el trabajo se divide en capítulos que estudian distintos materiales autoagregados, resultado de la polimerización supramolecular de escuaramidas. Capítulo 3. En este capítulo se ha diseñado y sintetizado una familia de cinco arilescuaramidas anfifílicas en tándem con un grupo benzoato, sustituidas con diferentes elementos en el anillo aromático. Se ha estudiado la capacidad de estas escuaramidas para formar hidrogeles a pH 7-8. Se ha determinado que la presencia de grupos electronegativos en el anillo aromático es clave para generar el momento dipolar con la intensidad y el ángulo adecuados para interaccionar mediante la formación de apilamientos π dipolares entre arilescuaramidas, generando un entramado de fibras que, a altas concentraciones, estabilizan la fase hidrogel. Capítulo 4. En este capítulo se ha diseñado y sintetizado una familia de tres escuaramidas con diferente volumen estérico, las cuales se agregan en nanopartículas en MCH mediante la formación de enlaces de hidrógeno asimétricos al enfriarse hasta 298 K. Los agregados de los dos compuestos de menor volumen estérico evolucionan a estructuras fibrilares al disminuir la temperatura hasta 278 K, mediante la reorganización de los enlaces de hidrógeno. La transformación casi inmediata de uno de ellos ha permitido estudiar la termodinámica del proceso, mientras que la lenta velocidad del otro ha permitido estudiar los procesos cinéticos involucrados en la transformación entre polimorfos. Capítulo 5. En este capítulo se ha diseñado y sintetizado una familia de tres escuaramidas con espaciadores de diferente longitud entre los centros escuaramídicos y grupos voluminosos. Se ha estudiado el efecto de esta distancia en el comportamiento y patrón de agregación en MCH, así como su capacidad de estabilizar fases líquido-cristalinas en estado sólido.