Kasprzak Natalia
Zakład Chemii Nieorganicznej i Analitycznej
Pracownia Teorii i Zastosowań Elektrod
Triferrocenowe pochodne jako receptory w detekcji związków aromatycznych i wybranych jonów
Natalia Kasprzak
Promotor: prof. dr hab. Anna M. Nowicka
Opiekun: mgr inż. Monika K. Nisiewicz
Obecnie intensywnie poszukuje się wielofunkcyjnych organicznych materiałów o kontrolowanej nanostrukturze i wysokiej selektywności względem danego związku lub grupy związków. Są to tak zwane syntetyczne receptory molekularne, czyli cząsteczki o zdefiniowanej budowie przestrzennej mające takie położenie grup wiążących, że umożliwiają one selektywne wiązanie innych cząsteczek [1]. W roli syntetycznych receptorów molekularnych doskonale sprawdzają się metaloceny a głównie ferrocen i jego pochodne. Ferrocen (Fc) to aromatyczny kompleks sandwiczowy, którego struktura obejmuje atom metalu żelaza ulokowany pomiędzy dwoma pierścieniami cyklopentadienylowymi. Ferrocen wykazuje właściwości redoks, wynikające z obecności elektroaktynego centrum aktywnego, którym jest żelazo. Ten metaloorganiczny związek oraz jego pochodne są szeroko wykorzystywane w różnych gałęziach życia takich jak: biomedycyna, elektrokataliza, membranowa ogniwa paliwowa, czujniki, baterie, tworzywa sztuczne, materiały lotnicze, ciekłe kryształy, ogniwa fotowoltaiczne, czy też optyka [2].
Celem pracy było zastosowanie triferrocenowych pochodnych jako receptorów w detekcji związków aromatycznych i wybranych jonów nieorganicznych. Triferrocenowa pochodna 2,4,6-trifenylo-1,3,5-triazyny została zastosowana jako receptor do detekcji pirenu, chryzenu, fluorenu, fenantrenu, 9,10-difenyloantracenu i 1,4-terfenylu. Wyłącznie w obecności pirenu i fluorenu zaobserwowano wzrost intensywności sygnału prądowego pochodzącego od Fc; w pozostałych przypadkach następował spadek sygnału. Biorąc pod uwagę symetryczną budowę receptora, gdzie jednostki ferrocenowe łączą się z dwoma równoległymi względem siebie 1,3,5-trifenylobenzenami, można przypuszczać, że badane związki aromatyczne oddziałują z tym receptorem poprzez interkalację. W detekcji anionów i kationów zostały zastosowane triferrocenowe pochodne 1,3,5-trifenylobenzenu. Aniony bromkowe i jodkowe oddziaływały z receptorem jedynie poprzez oddziaływanie elektrostatyczne z kationem ferrocenowym, natomiast pozostałe aniony (chloranowy(VII), azotanowy(V), octanowy oraz diwodorofosforanowy(V)) mogły oddziaływać z receptorem elektrostatycznie lub poprzez wiązania wodorowe. W przypadku rozpoznania wyłącznie na drodze oddziaływań elektrostatycznych intensywność sygnału utleniania receptora rosła wraz ze wzrostem stężenia anionów. Natomiast obecność w analizowanym roztworze anionów zawierających atomy donorowe powodowała spadek zarejestrowanego sygnałów prądowych receptora. Z kolei proces rozpoznania kationów opierał się na ich oddziaływaniu z atomem N grupy iminowej.
Literatura:
[1] Yogeswaran U., Chen S.-M., Sensors. 2008, 8, 290.
[2] Astruc D., Eur. J. Inorg. Chem. 2017, 1, 6.