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Instituto de Química del Noroeste Argentino

CONICET - Universidad Nacional de Tucumán

Instituto de Química del Noroeste Argentino CONICET - Universidad Nacional de Tucumán Instituto de Química del Noroeste Argentino CONICET - Universidad Nacional de Tucumán

Grupo Dr. Néstor Katz

Tema de Investigación

Nuevas Plataformas Moleculares para el Diseño de Dispositivos Nanoscópicos Conversores de Energía Solar.

Este proyecto apunta a la síntesis de nuevos compuestos de coordinación mono- y polinucleares con metales de transición en bajos estados de oxidación, particularmente hierro, cobalto, rutenio, renio y platino unidos a ligandos polipiridínicos aceptores de electrones. Estos complejos se caracterizarán mediante técnicas espectroscópicas, electroquímicas, fotofísicas y de difracción.

En los complejos dinucleares simétricos y asimétricos de valencia mixta, se estudiarán los procesos de transferencia intramolecular de electrones a través de diversos ligandos puente y su modulación por cambios de solvente o por agregado de agentes externos.

Los resultados son aplicables tanto en fotocatálisis considerando que estos complejos pueden utilizarse como bloques estructurales de celdas solares sensibilizadas por colorantes, en dispositivos moleculares que conviertan eficientemente energía luminosa en química, en la construcción de puertas lógicas a escala molecular y en el sensado de analitos de relevancia biológica.

Los estudios se complementarán con la síntesis y caracterización de nuevos catalizadores térmicos y díadas catalizador-cromóforo convenientes para la descomposición fotoquímica de agua. Se planea evaluar las propiedades fisicoquímicas de todos los compuestos usando cálculos mecano-cuánticos del tipo de funcionales de la densidad y modelos teóricos para la transferencia de electrones, lo que ayudará a la interpretación de los resultados experimentales y al diseño de nuevos prototipos de moléculas eléctrica- y ópticamente funcionales.

Se prevé además la formación de recursos humanos en el área de la Fisicoquímica Inorgánica, especialmente en relación a la química de materiales para procesos tecnológicos de importancia en catálisis fotoquímica y térmica y en conversión de energía solar.

Integrantes

  • Néstor E. Katz - Profesor Titular Fisicoquímica III (FBQyF) - Investigador Principal (CONICET).
  • Florencia Fagalde - Profesora Titular Química Inorgánica II (FBQyF) - Investigadora Independiente (CONICET).
  • Mónica M. Vergara – Profesora Titular Física Cuántica (FBQyF).
  • Mauricio Cattaneo - Profesor Adjunto Fisicoquímica IV (FBQyF) - Investigador Adjunto (CONICET).
  • Gastón Pourrieux - Jefe de Trabajos Prácticos Fisicoquímica III (FBQyF).
  • Fernando F. Salomón - Auxiliar Docente 1era. Categoría Fisicoquímica III (FBQyF) – Becario Doctoral (CONICET).
  • Federico M. A. Tomás - Becario Doctoral (CONICET).
  • Analía M. Peyrot - Auxiliar Docente 1era. Categoría Química Inorgánica II (FBQyF).

Publicaciones de los últimos 5 años

  1. Mecchia Ortiz, Juan Hugo; Longo, Claudia; Katz, Néstor E. Polypyridyl ruthenium complexes containing anchoring nitrile groups as TiO2 sensitizers for application in solar cells Inorganic Chemistry Communications; 2015, 55, 69 – 72.
  2. E. Dominguez, F. Fagalde, “Electrochemical triggered O-atom transfer reaction in nitro carbonyl rhenium(I) complexes: An IR spectroelectrochemical investigation”, Polyhedron, 2015, 100, 114- 120. (ISSN0277-5387).
  3. Pourrieux, Gaston; Abate, Pedro O.; Vergara, Mónica M.; Katz, Néstor E. Redox-induced linkage isomerization detected in [Ru(NH3)5(NVF)](PF6)2( NVF = N-Vinylformamide) Inorganic Chemistry Communications; 2016, 66,. 90 – 93.
  4. Giménez, Rodrigo E. ; Vargová, Veronika; Rey, Valentina; Espeche Turbay, María V.; Abatedaga, Inés; Morán Vieyra, Faustino E.; Paz Zanini, Verónica I. ; Mecchia Ortiz, Juan Hugo; Katz, Néstor E.; Ostatná, Veronika; Borsarelli, Claudio D. Interaction of singlet oxygen with bovine serum albumin and the role of the protein nano-compartmentalization Free Radical Biology And Medicine; 2016, 94,. 99 – 109.
  5. Mecchia Ortiz, Juan H.; Katz, Néstor E. Modulation of the absorption properties of a novel iron trisbipyridyl complex by introducing peripheral ruthenium ammines Polyhedron; 2017, 135 79 – 85.
  6. Cattaneo, M.; Ryken, S. A; Mayer, J. M. “Outer-Sphere 2e-/2H+ Transfer Reactions of Ruthenium(II)-Amine and Ruthenium(IV)-Amido Complexes”, Chem. Int. Ed. 2017, 56, 3675-3678. DOI: 10.1002/anie.201612642.
  7. Cattaneo, M.; Alborés, P.; Fagalde, F.; Katz, N. E. “Strong metal-to-ligand π-backbonding weakens the N\\N bond in 2-pyridinealdazine coordinated to tetraammine-ruthenium(II) Chem. Commun. 2017, 80, 69-71. DOI: 10.1016/j.inoche.2017.04.012.
  8. E. Dominguez, F. Fagalde “Electrochemical disproportionation in new ruthenium(II) nitro complexes with 2,4,6-tris(2-pyridyl)-1,3,5-triazine detected by IR spectroelectrochemistry with an OTTLE cell”, , Inorg. Chem. Comm. 2017, 77, 31-34. http://dx.doi.org/10.1016/j.inoche.2017.01.020.
  9. H Mecchia Ortiz, A.M Peyrot, F. Fagalde y N.E. Katz, “Trans-kinetic effects in ligand substitution processes of ruthenium polypyridyl complexes”, Inorg. Chem. Comm 2018, 98, 44-47.
  10. Cattaneo, M.; Schiewer, C. E.; Schober, A.; Dechert, S.; Siewert, I.; Meyer, F. “2,2’-Bipyridine Equipped with a Disulfide/Dithiol Switch for Coupled Two Electron and Proton Transfer”, Eur. J. 2018, 24, 4864-4870. DOI: 10.1002/chem.201705022.
  11. Abate, P. O.; Pourrieux, G.; Morán Vieyra, F. E.; Cattaneo, M.; Vergara, M. M.; Katz, N. E. “A new molecular switch based on a symmetrical dinuclear complex of two tricarbonylrhenium(I) moieties bridged by 4,4”-azobis-(2,2’-bipyridine)”,Polyhedron 2018, 149, 109-116. DOI: 1016/j.poly.2018.04.029.
  12. Mamani, Alicia; Katz, Néstor E.; Martos, Gustavo G.; Abate, Pedro O.; Díaz Ricci, Juan C.; Filippone, María P.; Castagnaro, Atilio P. Ellagitannin HeT obtained from strawberry leaves is oxidized by bacterial membranes and inhibits the respiratory chain FEBS Open Bio, 2018 , 8, 211 – 218.
  13. Vega, N.C.; Mecchia Ortiz, Juan H; Tirado, M.; Katz, Néstor; Comedi, D. ZnO nanowire sensitization with Ru polypyridyl complexes: Charge-transfer probed by spectral and relaxation photocurrent measurements Materials Research Express; 2018 vol. 5.
  14.  Abate, Pedro O.; Pourrieux, Gaston; Morán Vieyra, Faustino E.; Borsarelli, Claudio D.; Parella, Teodor; Vergara, Mónica M.; Katz, Néstor E. A novel mononuclear complex of 4,4″-azobis-(2,2′-bipyridine) coordinated to tetracyanoruthenium(II) can behave as a “molecular switch” Polyhedron; 2019 174
  15. Cattaneo, M.; Guo, F.; Kelly, H. R.; Videla, P. E.; Kiefer, L.; Gebre, S.; Ge, A.; Liu, Q.; Wu, S.; Lian, T.; Batista, V. S. "Robust Binding of Disulfide-Substituted Rhenium Bipyridyl Complexes for CO2 Reduction on Gold Electrodes", Frontiers in Chemistry, 2020, 8, 86. DOI: 10.3389/fchem.2020.00086.
  16. Hua, S.-A.; Cattaneo, M.; Oelschlegel, M.; Heindl, M.; Schmid, L.; Dechert, S.; Wenger, O. S. Siewert, I.; González, L.; Meyer, F. “Electrochemical and Photophysical Properties of Ruthenium(II) Complexes Equipped with Sulfurated Bipyridine Ligands” Inorganic Chemistry 2020, 59, 4972–4984. DOI: 10.1021/acs.inorgchem.0c00220.
  17. Salomón, F. F.; Vega, N. C.; Parella, T.; Morán Vieyra, F. E.; Borsarelli, C. D.; Longo, T.; Cattaneo, M.; Katz, N. E. “Novel Heteroleptic Ruthenium(II) Complexes with 2,2’- bipyridines Containing a Series of Electron Donor and Acceptor Substituents in 4,4’-positions that Control the Efficiency of Dye Sensitized Solar Cells Based on ZnO Nanowires”, ACS Omega, 2020, 14, 8097–8107. DOI: 10.1021/acsomega.0c00243.
  18. Chao Maria, Szajnman Sergio, Cattaneo Mauricio, Sanchez Gonzalez Jonathan, Bonesi Sergio, Rodriguez Juan Bautista. “Synthetic and Mechanistic Studies on 2,3-dihydrobenzo[b][1,4]oxaselenines Formation from Selenocyanates”, Synthesis, 2020, 52, 1643-1658. DOI: 10.1055/s-0039-1690800.
  19. Evan Perez, Fabian Menges, Mauricio Cattaneo, James Mayer, and Mark Johnson. “Characterization of the non-covalent docking motif in the isolated reactant complex of a double proton-coupled electron transfer reaction with cryogenic ion spectroscopy", Journal of Chemical Physics, 2020, 152, 234309. DOI: 10.1063/5.0012176
  20. E. Domínguez, F.E. Morán Vieyra, F. Fagalde, “Synthesis, UV-visible spectroelectrochemistry and theoretical characterization of new polypyridyl Ru(II) complexes containing 2, 4, 6 -tris(2-pyridyl)-1, 3, 5- triazine as precursors for water oxidation catalysts” Dalton Trans., 2020, DOI: 10.1039/D0DT02185G.
  21. 21)P. O. Abate, M. E. García Posse, M. M. Vergara, F.Fagalde, J. H. Mecchia Ortiz, F. E. Morán Vieyra, C. D.Borsarelli, C.Longo, N. E. Katz, “Spectroscopic, Electrochemical and Photophysical Properties of the Novel Complex Tetracyano-1,10- phenanthroline-5,6-dione-ruthenate(II) and its Application as a Sensitizer in Solar Cells” Inorganica Chimica Acta, 2020, https://doi.org/10.1016/j.ica.2020.119903
  22. Abate, Pedro O.; Sottile, Marco; León, Ignacio E. ; Vergara, Mónica M.; Katz, Néstor E. A Symmetrical Dirhenium(I) Complex with 4,4´´-azobis(2,2´-bipyridine) as a Bridging Ligand: Synthesis, Physicochemical Properties and Applications in Detection of Biologically Relevant Thiols and in Chemotherapy for Bone Cancer Journal Of The Brazilian Chemical Society; 2020,. 1 – 8
  23. Katz, Néstor E. The Nature of Charge-Transfer Excited States in Transition Metal Complexes Pertinent to Energy Conversion and Chemical Science Reviews from the end of the world; 2020, 1,. 25 – 44

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