Síntesis y caracterización estructural y fotofísica de nuevos derivados luminiscentes de julolidina-cumarina con emisión en el espectro visible

Los dispositivos de iluminación blanca basados en diodos emisores de luz que emplean fósforos inorgánicos constituyen la tecnología dominante en la actualidad; sin embargo, presentan limitaciones asociadas a la distribución espectral de la emisión. Estas generan dos problemas principales: un exceso de luz azul de alta energía que puede afectar la visión y el ritmo circadiano de las personas, y una deficiencia de componente rojo que propicia que la luz blanca del WLED sea de baja calidad. Los materiales luminiscentes orgánicos emergen, en consecuencia, como una alternativa capaz de superar estos problemas gracias a sus altos coeficientes de extinción y a su capacidad de modulación de color por medio de pequeñas modificaciones en sus estructuras químicas. En el presente proyecto de investigación, se sintetizarán diez derivados de julolidina-cumarina, una familia de moléculas con propiedades luminiscentes muy favorables, ocho de los cuales no han sido reportados previamente en la literatura científica. Esta serie molecular se ha dividido en tres grupos: Grupo I (derivados M1, M2, M3 y M4), Grupo II (derivados M5, M6, M7 y M8) y Grupo III (derivados M9 y M10). Los derivados del Grupo I difieren en el sustituyente ubicado en la posición 3 del anillo cumarínico (4-metoxifenil, 4-(trifluorometil)fenil, 4-nitrofenil o 4-(difenilamino)fenil). Los derivados del Grupo II son análogos a los del Grupo I, pero los sustituyentes se encuentran en la posición 4 del esqueleto. Por su parte, los derivados del Grupo III son biscumarinas unidas entre sí a través de un puente fenilo que se conecta los átomos de carbono de la posición 3 (derivado M9) o de la posición 4 (derivado M10). Estas sustancias se obtendrán haciendo uso de protocolos de síntesis cuidadosamente seleccionados, que involucran distintas condiciones de reacción, tales como atmósfera inerte y altas temperaturas, y serán posteriormente caracterizadas a profundidad por técnicas como espectrometría de masas y resonancia magnética nuclear. Sus propiedades fotofísicas en solución se determinarán mediante las espectroscopías de fluorescencia y espectroscopía de ultravioleta-visible, de modo que se obtengan sus espectros de absorción, excitación y emisión en distintos solventes o mezclas de solventes. De manera particular, se analizará la capacidad AIEgena y el solvatocromismo de las diez sustancias. Además, se determinarán sus rendimientos cuánticos, un parámetro esencial que mide la eficiencia de la luz emitida. Finalmente, se determinará cómo las variaciones estructurales en los derivados propuestos influyen en sus propiedades fotofísicas, con énfasis en el color de su emisión en solución. Se espera que estos estudios sean la base para la eventual aplicación de los derivados preparados como materiales luminiscentes en dispositivos WLED.