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Publication
Hexamethylenetetramine supporting halogen porous structures
| Name: | Description: | Size: | Format: | |
|---|---|---|---|---|
| 5.4 MB | Adobe PDF |
Authors
Advisor(s)
Abstract(s)
The increasing spread of nanotechnology has led to the design of new materials that represent a
potential solution for several issues such as gas storage and gas separation, shape/size selective
catalysis, drug storage and delivery. Among those materials, nanoporous structures have gradually
aroused the attention of the scientific community. This interest is witnessed by the increasing
number of publications about novel porous materials constructed from the assembly of molecular
building blocks such as metal-organic frameworks. The most recent examples are supramolecular
porous frameworks. These architectures are built up through traditional noncovalent interactions
such as hydrogen bonds, π-π interactions. Most recent discoveries have found a novel type of
bond that involves the participation of a halogen atom. This type of interaction assumes the name
of halogen bond and is highly directional and hydrophobic. These features can be exploited for the
design of defined structures.
The present work is focused on the description of several halogen organic frameworks among
which some of them present robust porous architectures. The structures were obtained by
combining the tetrafunctional XB acceptor hexamethylenetetramine with different halogen bond
donors.
The work is divided into three parts. The literature part gives a background about nanoporous
materials and their evolution with a section dedicated to the description of the halogen bond. The
experimental section describes the methods used to obtain the supramolecular architectures. The
final part discusses the structures and the noncovalent interactions that have driven their
assembly.
O contínuo avanço da nanotecnologia potenciou o desenvolvimento de novos materiais que apresentam soluções para variadas problemáticas, das quais são exemplos o armazenamento de gases e sua separação, a catálise seletiva e o desenvolvimento e entrega de fármacos. Devido às suas propriedades, os materiais nanoporosos estão a ganhar destaque, o que levou a um aumento do número de publicações ao longo dos últimos anos, sendo um dos exemplos mais recentes as estruturas supramoleculares porosas. Estas arquiteturas são construídas através de interações não covalentes, como as ligações de hidrogénio e interações π-π. Descobertas mais recentes evidenciam um novo tipo de interação que envolve a participação de um átomo de halogénio, a qual assume o nome de “ponte de halogénio” e é altamente direcional e hidrofóbica. O presente trabalho teve como objetivo a síntese e caracterização de uma série de halogen organic frameworks, resultantes da combinação entre um aceitador hexametilenotetramina e diferentes dadores de halogénio. O trabalho encontra-se dividido em três partes. A revisão bibliográfica transmite informações básicas acerca dos materiais nanoporosos e a sua evolução, bem como o princípio por detrás da “ponte de halogénio”. Por sua vez, a parte experimental descreve a metodologia utilizada para obtenção das estruturas supramoleculares em estudo. Por fim, a terceira secção incide sobre a discussão acerca das referidas estruturas e respetivas interações não covalentes que levam à sua construção.
O contínuo avanço da nanotecnologia potenciou o desenvolvimento de novos materiais que apresentam soluções para variadas problemáticas, das quais são exemplos o armazenamento de gases e sua separação, a catálise seletiva e o desenvolvimento e entrega de fármacos. Devido às suas propriedades, os materiais nanoporosos estão a ganhar destaque, o que levou a um aumento do número de publicações ao longo dos últimos anos, sendo um dos exemplos mais recentes as estruturas supramoleculares porosas. Estas arquiteturas são construídas através de interações não covalentes, como as ligações de hidrogénio e interações π-π. Descobertas mais recentes evidenciam um novo tipo de interação que envolve a participação de um átomo de halogénio, a qual assume o nome de “ponte de halogénio” e é altamente direcional e hidrofóbica. O presente trabalho teve como objetivo a síntese e caracterização de uma série de halogen organic frameworks, resultantes da combinação entre um aceitador hexametilenotetramina e diferentes dadores de halogénio. O trabalho encontra-se dividido em três partes. A revisão bibliográfica transmite informações básicas acerca dos materiais nanoporosos e a sua evolução, bem como o princípio por detrás da “ponte de halogénio”. Por sua vez, a parte experimental descreve a metodologia utilizada para obtenção das estruturas supramoleculares em estudo. Por fim, a terceira secção incide sobre a discussão acerca das referidas estruturas e respetivas interações não covalentes que levam à sua construção.
Description
Keywords
Porosity X-rays Halogen bonds Hydrogen bonds Porosidade Raios X Ponte de halogénio Ponte de hidrogénio Nanochemistry and Nanomaterials . Faculdade de Ciências Exatas e da Engenharia