Nuevos materiales iónicos sobre la base estructural de líquidos ionios. Síntesis y caracterización. Aplicación a diversos procesos fisicoquímicos.

Abstract

La demanda mundial de procesos y productos químicos ecológicamente aceptables requiere de un enfoque multidisciplinario, innovador, y económicamente aceptable. En este sentido, la química verde es uno de los conceptos más atractivos que permite asegurar la sustentabilidad. Y es en este punto donde el rol de la química es esencial para asegurar el perfeccionamiento y/o desarrollo de "nuevos materiales" que garanticen un equilibrio entre el crecimiento y la competitividad de la industria sin perder de vista la preservación del medio ambiente. Los líquidos iónicos (LIs) surgen en primera instancia como una alternativa a los solventes orgánicos moleculares. Conforme avanza la investigación en este tópico es posible encontrarlos cumpliendo diferentes roles dentro de un proceso, siendo el de "solvente" solo un aspecto de todas sus potencialidades posibles. En este proyecto se pretende avanzar en la investigación y entendimiento acerca de la composición de los mismos obteniendo respuesta al interrogante de ¿qué tan iónicos son?, además de considerar su estructura para el diseño de nuevos materiales con propiedades especiales. Con este aporte se intenta relacionar las "estructuras" de estos LIs con sus "propiedades" y estas últimas con su aplicación, o comportamiento en sistemas reactivos, o como modificadores de otros compuestos de interés. El objetivo general de este proyecto es dejar de lado la clásica etiqueta de "solvente verde" que estas sales presentan, para analizarlo como un material con propiedades resaltadas y dirigidas. Para ello se pretende diseñar nuevos "materiales" sobre la base estructural de LIs para ser aplicados en sistemas reactivos de interés en química fina u otros procesos fisicoquímicos. Se trabajará con técnicas de voltametria cíclica entre otras para la caracterización de dos familias diferentes de LIs C8-16Him y TSILs con un grupo sulfonico en su estructura base imidazolica. Además, se modificará la estructura de la ciclodextrina con C8-16Him obteniendo ciclodextrinaas con carácter catiónico y contraiones tosilato y ioduro. Es nuestra premisa realizar un estudio sistemático para entender como pequeñas modificaciones en la estructura del LIs influye en su comportamiento para así inferir en el diseño de "Nuevos Materiales iónicos" con propiedades resaltadas o magnificadas con respecto a sus precursores.

The global demand for ecologically acceptable chemical processes and products requires a multidisciplinary, innovative, and economically acceptable approach. In this direction, green chemistry is one of the most attractive concepts allowing sustainability. In this regard, the role of chemistry is essential for the improvement and / or development of "new materials" that guarantee a balance between the growth and competitiveness of the industry, taking to account the preservation of the environment at the same time. Ionic liquids (LIs) emerge, at first instance, as an alternative to molecular organic solvents. As research on this topic advances, it is possible to find them playing different roles in a process, being the one of 'solvent' only one aspect of all its potentialities. This project aims to progress at the research and understanding about their composition, answering to the question of how ionic are ionic liquids? Furthermore, the aim is to examine their structure for the design of new materials with special properties. This contribution pretends to relate the ILs "structures" with its "properties" and the latter ones with their applications, in particular, with its behavior not only in reactive systems but also as modifiers of other relevant compounds. The general purpose of this project is to put apart the classic label of "green solvent" that these salts exhibits, in order to analyze them as a material with highlighted and designed properties. We plan to achieve this, by the design of "new materials" structurally based on LIs, suitable for applying them, for example, in relevance chemical reactions for fine chemistry or in other physicochemical processes. Cyclic voltammetry techniques will be applied, among others, for the characterization of two imidazolium-type ILs series bearing, respectively, an alkyl chain (C8-16 Him) and a sulfonic group in the imidazolic cation (TSILs). In addition, beta-cyclodextrin structure will be modified with an alkyl imidazolium substituent (C8/C16im) in order to prepare cationic cyclodextrins with two counterions such as, tosylate and iodide. Our focus is to carry out a systematic study to understand how, small modifications in the IL structure affect its behavior and, in this way, to accomplish the design of "New Ionic Materials" with highlighted or magnified properties with reference to its corresponding precursors