Modicación de nanopartículas: Caracterización

Modicación con organosilano amino terminal y complejos carbenos de Fis- cher

NpSiO2 de entre 280 y 300 nm se hicieron reaccionar con AUTES (ya utilizado en la

modicación de vidrios, gura3.5) en tolueno a temperatura ambiente por 4 h y luego se les realizó 1_{H-RMN en CDCl}

3. En la gura 4.9a se muestra el espectro de 1H-RMN del

AUTES a modo de control y en la4.9bel espectro del producto de la reacción de AUTES con las NpSiO2 las cuales, una vez terminada la reacción fueron lavadas exhaustivamente

con etanol y acetona. En la gura 4.10 se muestra la reacción esperada y con números arábigos se señalaron los C a n de explicar mejor las asignaciones de señales. En primer lugar se estudiaron las señales del AUTES como referencia. A menores corrimientos (entre 0,60 y 0,64 ppm) aparecen un multiplete que se corresponden con los H del C3 del AUTES, seguidos de otro multiplete de gran intensidad relacionados con los H de los carbonos de la cadena alquílica (del C4 al C11) y quizás también alguna impureza de grasas, por lo que la integración de estas señales no es buena. La siguiente señal entre 1,41 y 1,44 ppm se corresponde con los corrimientos típicos de los H unidos a N, y entre 2,65 y 2,69 ppm aparece un triplete que bien podría asignarse a los H unidos al C11 del AUTES, gura4.10. Por último, las señales mas desapantalladas entre 3,69 y 3,84 ppm, muestran además de la presencia de los H del C1, otro multiplete típico del metileno del etanol, dejando ver cierta descopomposición del AUTES. En cuanto al espectro1_{H-RMN de las NpSiO}

2 modicadas,

fue bastante difícil su adquisición, pero ajustando algunas variables, se consiguió obtener el espectro mostrado en la gura 4.9b. Aquí se observan algunas señales claves, lo que da un indicio de que la modicación fue exitosa. Entre 0,83 y 0,88 ppm aparecen las señales del C1 en el sistema NpSiO2-AUTES corrido alrededor de 0,2 ppm, debido quizás a la

cercanía con la partícula o cadenas alquílicas donoras de densidad electrónica. Luego las señales alrededor de 1,3 ppm, podrías asignarse a los H de la cadena carbonada del AUTES y 2,04 ppm los H del N. El último pico a 3,17 podría indicar la presencia de restos de etanol sin evaporar. Si bien las asiganaciones en este último caso no son muy certeras, aparecen algunas señales que conrman la modicación y la presencia del AUTES, aunque no fue posible cuanticar la cantidad de ligando unido por integración de señales.

Cuando se realizó la modicación de las mismas NpSiO2 con BUTMS, se logró observar

la presencia de este en la supercie de la partícula, pero por cuestiones experimentales, no se logró observar por ningún método la sustitución del bromo terminal por azida. Como ya fue explicado en otras secciones de esta tesis, para que ocurra la reacción de S2

N debe

colocarse las NpSiO2 en solución saturada de NaN3 (igual metodología que la utilizada

para la modicación de vidrios, capítulo 3, sección 3.3.3) por lo que el exceso de azida es arrastrado al precipitar las nanopartículas. Si bien se lavaron reiteradas veces, no se encontró un método que permitiese asignar señales que correspondiesen inequívocamente al producto de reacción propuesto y no al exceso de NaN3.

Siguiendo con el objetivo propuesto se trataron las NpSiO2 modicadas con AUTES

(NpSiO2-AUTES) con solución de 1-W en AcN a temperatura ambiente. Luego se lavaron

reiteradas veces y se resuspendió en CDCl3. En la gura 4.11a se muestra el espectro de 1_{H-RMN donde se destaca la aparición de una variedad de señales en la zona aromática,}

mas de un sistema cíclico e incluso diferentes isómeros. La señal singlete a 5,58 ppm se corresponde con protones vinílicos lo que podría indicar una posible adición de la amina terminal al triple enlace interno de 1-W, pero al mismo tiempo y más en detalle mostrado en la gura4.11bse observa un doblete a 4,72-4,65 ppm, que podrían ser los H del resto alcoxi del carbeno. Esto conrma que en parte al menos, el grupo alcoxi no ha sido sustituído por el grupo amina, dando respaldo a la idea de que el amino terminal puede haberse adicionado al triple enlace interno de 1-W. Que se trate de un doblete podría sugerir la formación de 2 posibles isómeros, como ya fue sugerido en el capitulo 2. Cabe destacar también la no aparición de la señal del protón acetilénico terminal, por lo que también la adición de la amina podría haber ocurrido en el Cβ del triple enlace terminal. A mayores

campos aparecen numerosos multipletes de difícil asignación pero que dejan entre ver la complejización del sistema debido quizás a las cercanías entre las cadenas de AUTES y a la presencia de impurezas.

4.3. Resultados y discusión 121

(a)

(b)

Figura 4.9: Espectros de (a)1_{H-RMN de AUTES puro y de (b) NpSiO}

2modicadas, ambos

Figura 4.10: Esquema de reacción entre AUTES y NpSiO2.

(a) Espectro1_{H-RMN de NpSiO}

2 modicadas con AUTES y 1-W.

(b) Zonas ampliadas del espectro1_{H-RMN de NpSiO}

2modicadas con AUTES y 1-W.

Figura 4.11: Espectro 1_{H-RMN de NpSiO}

2 modicadas con 1-W vía amino, ambos en

4.3. Resultados y discusión 123 Caracterización por FT-IR

Como fue discutido anteriormente, el hecho de modicar NpSiO2 amplia la posibilidad

de técnicas de caracterización con respecto al vidrio y esto incluye el uso de la espec- troscopía IR. En particular, se tomó un espectro a las NpSiO2 sin modicar y al sistema

NpSiO2-AUTES-1-W a tempertura ambiente, los cuales se muestran en negro y azul, res-

pectivamente en la gura 4.12. En ambos casos se mezcló una muestra conteniendo apro- ximadamente 10 % en masa de NpSiO2 con respecto a la masa total obtenida con KBr. La

muestra se mortereó para nalmente hacer una pastilla. Las bandas mas representativas se corresponden al estiramiento Si-O-Si alrededor de 1100 cm−1_{, y una banda ancha alrededor}

de 3400 cm−1 _{asignada al estiramiento Si-OH, típico en Np de este estilo. En esta zona del}

espectro suelen aparecer también los estiramientos típicos de los compuestos nitrogenados, los cuales quedan ocultos debajo de la banda de OH. La señal a 1928 cm−1_{, podría perte-}

necer al estiramiento C-O de los carbonilos ecuatoriales del 1-W como ya fue comentado anteriormente, acompañado de un pequeño hombro a mayores números de onda propio del carbonilo axial, mientras que los estiramientos C-H de los CH2, salen todos alrededor de

2900 cm−1_{. La señal a 1743 cm}−1 _{es de difícil asignación ya que no aparece cuando la}

reacción se realizó en solución sin NpSiO2 (capítulo 2, sección2.4.3, gura2.36)

Figura 4.12: Espectros IR de NpSi02 en negro y las tratadas con AUTES y 1-W en azul.