Sntesis-y-caracterizacion-de-compuestos-de-coordinacion-del-tipo-[FeBztpenOR]n-con-el-ligante-BZTPEN-que-pueden-presentar-transicion-de-ESPIN

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UNIVERSIDAD NACIONAL 
AUTÓNOMA DE MÉXICO 
 
 
FACULTAD DE QUÍMICA 
 
 
SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE 
COMPUESTOS DE COORDINACIÓN DEL TIPO 
[FeBztpenOR]
n+
 CON EL LIGANTE 
BZTPEN QUE PUEDEN PRESENTAR 
TRANSICIÓN DE ESPÍN 
 
TESIS 
PARA OBTENER EL TITULO DE 
QUÍMICA 
 
PRESENTA 
ARELI YESARETH GUERRERO ESTRADA 
 
MÉXICO, D.F. 2013 
 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
Restricciones de uso 
 
DERECHOS RESERVADOS © 
PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL 
 
Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal 
del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). 
El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea 
objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para 
fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo 
mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, 
reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el 
respectivo titular de los Derechos de Autor. 
 
 
 
 
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1 
 
 
 
 
JURADO ASIGNADO: 
 
PRESIDENTE: Profesor: SILVIA ELENA CASTILLO BLUM 
VOCAL: Profesor: VÍCTOR MANUEL UGALDE SALDÍVAR 
SECRETARIO: Profesor: MARCOS FLORES ÁLAMO 
1er. SUPLENTE: Profesor: JORGE LUIS LÓPEZ ZEPEDA 
2° SUPLENTE: Profesor: SILVIA CITLALLI GAMA GONZÁLEZ 
 
 
SITIO DONDE SE DESARROLLÓ EL TEMA: 
CUBICULO 5 DEIVISIÓN DE ESTUDIOS DE POSGRADO, EDIFICIO B, FACULTAD 
DE QUÍMICA, UNAM. 
 
ASESOR DEL TEMA: DR. VÍCTOR MANUEL UGALDE SALDÍVAR 
 
SUSTENTANTE (S): ARELI YESARETH GUERRERO ESTRADA 
 
 
 
 
 
2 
 
 
ÍNDICE 
ÍNDICE ............................................................................................................................ 2 
ABREVIATURAS ............................................................................................................ 4 
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................. 5 
CAPITULO 1. ANTECEDENTES .................................................................................... 7 
1.1 Ligante Bztpen .................................................................................................................. 7 
1.2 Compuestos monometálicos del tipo [FeLX] ..................................................................... 7 
1.3 Compuestos bimetálicos del tipo [FeL-X-FeL] ................................................................... 9 
1.4 Aplicaciones .................................................................................................................... 10 
CAPITULO 2. OBJETIVOS ........................................................................................... 11 
2.1 Objetivo general .............................................................................................................. 11 
2.2 Objetivos particulares ..................................................................................................... 11 
2.3 Hipótesis ......................................................................................................................... 12 
CAPITULO 3. METODOLOGÍA .................................................................................... 13 
3.1 Reactivos empleados ...................................................................................................... 13 
3.1.1 Sólidos ........................................................................................................... 13 
3.1.2 Líquidos ......................................................................................................... 14 
3.2 Síntesis de los compuestos ............................................................................................ 15 
3.2.1 Síntesis del ligante Bztpen ............................................................................. 15 
3.2.2 Síntesis del compuesto [FeIIIBztpenOH](PF6)2 ( 1 ). ...................................... 16 
3.2.3 Síntesis de los compuestos [FeIIIBztpenOR](PF6)2 donde 
OR= OCH3 ( 2 ), 
OCH2CH3 ( 3 ), 
OCH2CH2CH3 ( 4 ) y 
OCH2CH2CH2CH3 ( 5 ).............................. 16 
3.2.4 Síntesis del compuesto [FeIIIBztpen(OH)2]PF6 ( 6 ) ....................................... 19 
3.2.5 Síntesis del compuesto [FeIIBztpenOH]B4 ( 7 ) ........................................... 20 
3.2.6 Síntesis del compuesto [Fe2
III(µ-O)(Bztpen)2(OH)2](BФ4)2 ( 8 ) ...................... 21 
3.3 Sección Experimental ..................................................................................................... 21 
3.3.1 Análisis elemental .......................................................................................... 21 
3.3.2 Espectroscopía infrarroja ............................................................................... 22 
3.3.3 Espectroscopía electrónica en la región del ultravioleta-visible. .................... 22 
3.3.4 Electroquímica ............................................................................................... 22 
3.3.5 Rayos X ......................................................................................................... 23 
3.3.6 Susceptibilidad magnética ............................................................................. 24 
 
 
 
 
3 
 
 
CAPITULO 4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN .............................................................. 25 
4.1 Análisis elemental ........................................................................................................... 26 
4.2 Espectroscopía Infrarroja ................................................................................................ 27 
4.3 Espectroscopia electrónica ............................................................................................. 29 
4.4 Electroquímica ................................................................................................................ 33 
4.4.1 Electroquímica del compuesto de [FeIIIBztpenOH](PF6)2 ( 1 ) ........................ 33 
4.4.2 Electroquímica de los compuestos de [FeIIIBztpenOR](PF6)2 con 
OR=OCH3 ( 2 ), 
OCH2CH3 ( 3 ), 
OCH2CH2CH3 ( 4 ) y 
OCH2CH2CH2CH3 ( 5 ) . 35 
4.4.3 Electroquímica del compuesto de [FeIIIBztpen(OH)2]PF6 ( 6 ). ....................... 40 
4.4.4 Electroquímica del compuesto [FeIIbztpenOH]BФ4 ( 7 ) ................................. 42 
4.4.5 Electroquímica del compuesto de [Fe2
III(-O)(bztpen)2(OH)2] (BФ4)2 ( 8 ) ..... 45 
4.5 Rayos X .......................................................................................................................... 49 
4.6 Susceptibilidad magnética .............................................................................................. 58 
4.7 Resumen de los compuestos sintetizados ...................................................................... 60 
CAPITULO 5. CONCLUSIONES .................................................................................. 63 
REFERENCIAS ............................................................................................................. 65 
ANEXOS .......................................................................................................................70 
1 Compuestos de coordinación ............................................................................................. 70 
1.1 Ácidos y bases .................................................................................................. 71 
1.2 Ligantes ............................................................................................................ 73 
1.3 Centros metálicos ............................................................................................. 74 
2 Teoría de campo cristalino ................................................................................................. 75 
3 Magnetismo ....................................................................................................................... 80 
3.1 Transición de espín ........................................................................................... 82 
4 Espectroscopía electrónica ................................................................................................ 85 
5 Electroquímica ................................................................................................................... 87 
5.1 Voltamperometría cíclica ................................................................................... 88 
 
 
 
 
 
4 
 
 
ABREVIATURAS 
 
Bztpen: (N5C27H29) N-bencil-N,N’,N’-tris(2-piridilmetil)etilendiamina. 
NaB4 tetrafenilborato de sodio. 
( 1 ) [FeBztpenOH](PF6)2 
( 2 ) [FeBztpenOCH3](PF6)2 
( 3) [FeBztpenOCH2CH3](PF6)2 
( 4 ) [FeBztpenOCH2CH2CH3](PF6)2 
( 5 ) [FeBztpenOCH2CH2CH2CH3](PF6)2 
( 6 ) [FeBztpen(OH)2]PF6 
( 7 ) [FeBztpenOH]B4 
( 8 ) [FeIII2(µ-O)(Bztpen)2(OH)2]
 (B4)2 
 
 
 
 
 
5 
 
 
INTRODUCCIÓN 
En los últimos 40 años se han estudiado materiales que puedan presentar el 
fenómeno de transición de espín buscando aumentar la capacidad de los dispositivos 
magnéticos de almacenamiento, su velocidad de transferencia de datos y disminuir su 
tamaño. Para ello se han intentado sintetizar compuestos que poseen la propiedad de 
más de una transición de espín de manera abrupta con la temperatura, especialmente 
en aquellos que puedan presentar estas transiciones a una temperatura cercana a 
293 K. 
Los compuestos monometálicos de hierro (II) y (III) pueden mostrar una 
transición de espín con la temperatura, cuando este tipo de compuestos se dimeriza 
existe la posibilidad de que esta transición sea doble, lo cual los hace muy interesantes 
debido a su potencial aplicación. Por ello en este trabajo se presenta la síntesis de 
distintos compuestos de coordinación, del tipo [FeBztpenOR]+/2+, donde OR es un 
ligante monodentado que puede ser hidroxilo (para FeII y FeIII), metóxido, etóxido, 
propóxido o butóxido para FeIII. En el caso del hierro (III) también un compuesto con 
dos ligantes hidroxilos del tipo [FeBztpen(OH)2]
+ y un compuesto bimetálico de hierro 
(III) del tipo [FeIII2(µ-O)(Bztpen)2(OH)2]
 2+. 
Para la caracterización de los compuestos sintetizados se emplearon las 
siguientes técnicas: análisis elemental, espectroscopía electrónica, espectroscopía 
infrarroja y rayos X para garantizar que se obtienen las estructuras correctas de los 
compuestos, con un estudio adicional a diferentes temperaturas, para evaluar los 
cambios de longitudes de enlace entre el ión metálico y el ligante cuando se presenta 
 
 
 
6 
 
 
una transición de espín. También se realizaron estudios electroquímicos por 
voltamperometría cíclica a diferentes potenciales de inversión, para conocer los 
procesos redox, verificar el estado de oxidación de los compuestos en disolución y la 
estabilidad de las especies electrogeneradas al electrodo. Finalmente se realizaron 
estudios de susceptibilidad magnética para determinar las transiciones de espín con la 
temperatura en cada compuesto, observando que la mayoría la presentan entre 150 y 
250 K. 
Se logró sintetizar un compuesto bimetálico de hierro(III) que se obtuvo a partir 
de un compuesto monometálico de hierro(II) con el ligante Bztpen y un hidroxilo. 
Lamentablemente este compuesto no presentó las transiciones de espín esperadas. 
 
 
 
 
7 
 
 
CAPITULO 1. ANTECEDENTES 
1.1 Ligante Bztpen 
El ligante pentadentado Bztpen 
(Véase figura 1) se ha utilizado para la 
síntesis de compuestos que pueden 
presentar número de coordinación seis 
como el hierro (II) y (III) y cobalto (II) y (III), 
para ocupar cinco de los seis sitios 
posibles y sólo permitir la coordinación de 
un ligante monodentado. Los compuestos 
con este ligante pueden formar diferentes 
especies bimetálicas con hierro. [1] 
Con este ligante se han podido obtener compuestos que presentan propiedades 
interesantes como en el caso de aquellos que realizan la activación de oxígeno, la 
catálisis para la activación de alcoholes, las que presentan transición de espín, entre 
otras. [2] [3] [4] [5] 
1.2 Compuestos monometálicos del tipo [FeLX] 
Se han sintetizado previamente compuestos monometálicos de hierro(III) con 
ligantes tetradentados y pentadentados con nitrógeno como átomos donadores y 
ligantes con oxígeno en forma de peroxo, hidroperoxo, y oxo debido al interés que 
existe por estudiar algunas especies intermediarias en procesos catalíticos en algunas 
Figura 1. Imagen de la estructura del 
ligante N-bencil-N,N’,N’-tris(2-
metilpiridil)etilendiamina (Bztpen). 
 
 
 
8 
 
 
metaloenzimas, [6] [7] [8] [9] algunos de estos compuestos presentan transición de espín 
con la temperatura. [10] [11] 
 
 
Los compuestos de hierro (II) y (III) con el ligante pentadentado Bztpen o ligantes 
análogos y un ligante monodentado se han logrado sintetizar [3] [12] [13] [14] y han mostrado 
una transición de espín con la temperatura, el tipo de transición que presenta depende 
mucho de la geometría que presente el compuesto. [15] [16] [17] El fenómeno de transición 
de espín ha sido estudiado para sistemas de hierro similares, los cambios de espín son 
provocados por cambios de temperatura y por inducción de luz. [18] [19] [20] [21] [22] 
Se han realizado estudios para conocer los efectos sobre este tipo de 
compuestos, cuando se varía la presión. Se ha observado que al aumentar la presión 
se incrementa la temperatura a la que se da la transición de espín, sin embargo, el 
intervalo de temperatura para la transición aumenta también. Haciendo que éste sea 
menos súbito, es decir de menor pendiente. [23] 
Figura 2. Esquema de un compuesto de hierro(III) con un ligante 
tetradentado y un ligante bidentado. [10] 
 
 
 
9 
 
 
 
1.3 Compuestos bimetálicos del tipo [FeL-X-FeL] 
Algunos compuestos monometálicos de hierro (II) y (III) han demostrado ser 
precursores de compuestos bimetálicos que además presentan transición de espín con 
la temperatura, [1] [24] también se ha propuesto la obtención de compuestos bimetálicos 
de hierro(III) con un puente oxo como modelos enzimáticos. [5] Se ha observado que los 
sistemas bimetálicos de hierro (II) y (III) puede presentar la transición de espín en dos 
pasos, [25] [26] esto se puede deber a que un átomo de hierro se encuentra en bajo espín 
y el otro en alto espín o bien que la mitad de las moléculas cambia de estado, [27] [28] [29] 
estas transiciones obedecen a fenómenos de cooperatividad debidos a la interacción de 
los átomos de hierro, lo cual abre la posibilidad a compuestos poliméricos de hierro (II) 
y (III) con tres o cuatro centros metálicos para incorporar este tipo de compuestos a 
posibles aplicaciones prácticas, ya que además de tener dos o más transiciones facilita 
Figura 3. Esquema de un compuesto de hierro(II) con el ligante Bztpen y un CN-. [3] 
 
 
 
10 
 
 
la transición de espín del hierro lo cual puede suceder a valores de temperatura más 
convenientes (cerca de 300 K). [30] [31] [32] [33] 
 
 
1.4 Aplicaciones 
Las transiciones de espín han sido estudiadas en los últimos tiempos debido a 
sus potenciales aplicaciones en la construcción de interruptoresópticos y dispositivos 
de almacenamiento. [20] [34] Estos sistemas suelen presentar dos respuestas al estímulo, 
la coloración y el magnetismo. El cambio de coloración es aplicado en el procesamiento 
óptico de datos. [35] 
La biestabilidad asociada con la transición de espín es utilizada ya que la 
información es asociada con cada uno de los estados de espín, la histéresis se 
relaciona con la cooperatividad produciendo la posibilidad de almacenar información. Si 
esta transición se produce a valores de temperatura cercanos a la ambiente, los 
materiales son buenos candidatos para este tipo de aplicación. [36] 
Figura 4. Esquema de un compuesto bimetálico que presenta transición 
de espín con la temperatura. [1] 
 
 
 
11 
 
 
CAPITULO 2. OBJETIVOS 
2.1 Objetivo general 
 Sintetizar y caracterizar compuestos de hierro (II) y (III) con el ligante Bztpen del 
tipo [FeBztpenOR]n+ con OR=OH, OCH3, 
OCH2CH3, 
OCH2CH2CH3, 
OCH2CH2CH2CH3 y un compuesto bimetálico de hierro(III) del tipo 
[FeIII2(µ-O)(Bztpen)2(OH)2]
 2+. 
 
Figura 5. Compuestos de tipo [FeBztpenOR]n+. 
2.2 Objetivos particulares 
 Sintetizar y caracterizar el compuesto de hierro(II) con el ligante Bztpen y un 
hidroxilo. 
 Sintetizar y caracterizar la serie de compuestos de hierro(III) con el ligante 
Bztpen y los siguientes ligantes monodentados: OH, OCH3, 
OCH2CH3, 
OCH2CH2CH3, 
OCH2CH2CH2CH3, y dos ligantes monodentados 
OH. 
 Sintetizar y caracterizar un compuesto bimetálico. 
n+ 
 
 
 
12 
 
 
 Caracterizar los compuestos sintetizados utilizando los métodos de: análisis 
elemental, espectroscopía infrarroja, espectroscopía electrónica y rayos X. 
 Realizar estudios electroquímicos por voltamperometría cíclica y de 
susceptibilidad magnética a los compuestos de coordinación sintetizados. 
2.3 Hipótesis 
Los síntesis de compuestos de hierro(III) con el ligante Bztpen y un ligante 
monodentado OR, del tipo [FeBztpenOR]2+, producirá compuestos que pueden 
presentar una transición de espín con la temperatura, si es así esta transición 
dependerá de las características del ligante OR coordinado. 
Los compuestos monometálicos pueden ser precursores de compuestos bimetálicos los 
cuales podrían presentar transición de espín en dos pasos. 
 
 
 
 
 
13 
 
 
CAPITULO 3. METODOLOGÍA 
3.1 Reactivos empleados 
A continuación se presentan las especificaciones de los compuestos empleados 
aclarando la temperatura de ebullición (TE), la masa molecular (MM), la densidad a 
20 °C (20 °C) y la pureza. 
3.1.1 Sólidos 
Tetrafluoroborato de hexaacuohierro(II) {[Fe(H2O)6](BF4)2}. Sólido blanco, 
MM= 337.55 g mol-1, 97 % de pureza, marca Sigma-Aldrich (401668). 
Nitrato de hierro(III) nonahidratado {Fe(NO3)39H2O}. Sólido rosa pálido, 
MM= 404.018 g mol-1, 99.5 % de pureza, marca J. T. Baker (0121). 
Nitrato de hexadimetilsulfóxidohierro(III) {[Fe(DMSO)6](NO3)3}. Se preparó de 
acuerdo a una síntesis previa [37] se disolvieron 12.5 g de la sal [Fe(H2O)6](BF4)2 en 
250 mL de DMSO, se formó una disolución café rojiza y se calentó alrededor de una 
hora a una temperatura de aproximadamente 90 °C, se dejó enfriar hasta que se 
observó la formación un sólido color verde limón, se obtuvo un rendimiento de 
aproximadamente 75 %. 
Ácido ascórbico {C6H8O6}. Sólido blanco, MM= 176.15 g mol
-1, 99.7 % de pureza, 
marca Merck (83568.290). 
Tetrafenilborato de sodio {NaB4}. (Donde  representa un grupo fenilo C6H5). 
Sólido blanco, MM= 342.23 g mol-1, 99.5 % de pureza, marca Sigma-Aldrich (T25402). 
 
 
 
14 
 
 
Hexafluorofosfato de sodio {NaPF6}. Sólido blanco, MM= 167.95 g mol
-1, 98 % de 
pureza, marca Sigma-Aldrich (208051). 
3.1.2 Líquidos 
Acetona, dimetilcetona {(CH3)2CO}. Líquido incoloro, volátil, TE= 56.0 °C, 
MM= 58.8 g mol-1, 20 °C= 0.790 g mL-1, 99.5 % de pureza, marca J. T. Baker (JT9002). 
Alcohol metílico, metanol {CH3OH}. Líquido incoloro, volátil, inflamable, 
TE= 64.7 °C, MM= 32.0 g mol-1, 20 °C= 0.791 g mL-1, 99.8 % de pureza, marca 
Sigma-Aldrich (322415). 
Alcohol etílico, etanol {CH3CH2OH}. Líquido incoloro, volátil, inflamable, 
TE= 78.4 °C, MM= 46.1 g mol-1, 20 °C= 0.789 g mL-1, 99.5 % de pureza, marca Sigma-
 Aldrich (459836). 
Alcohol propílico, n-propanol {CH3CH2CH2OH}. Líquido incoloro, volátil, 
inflamable, TE= 97.0 °C, MM= 60.1 g mol-1, 20 °C= 0.803 g mL-1, de 99.7 % de pureza, 
marca Sigma-Aldrich (279544). 
Alcohol butílico, n-butanol {CH3CH2CH2CH2OH}. Líquido incoloro, inflamable, 
TE= 117.4 °C, MM= 74.1 g mol-1, 20 °C= 0.810 g mL-1, de 99.7 % de pureza, marca 
Sigma- Aldrich (281549). 
Agua destilada {H2O}. Líquido incoloro, inodoro, TE= 97 °C MM= 18.016 gmol
-1, 

20 °C= 0.998 g mL-1. 
Éter etílico anhidro {(C2H5)2O}. Líquido incoloro, volátil, inflamable, TE= 34.6 °C, 
MM= 74.1 g mol-1, 20 °C= 0.713 g mL-1, 99.0 % de pureza, marca Sigma-Aldrich 
(673811). 
 
 
 
15 
 
 
Piridina {(C5H5N)}. Líquido incoloro higroscópico, inflamable, TE= 115.2 °C, 
MM= 79.1 g mol-1, 20°C= 0.981 g mL-1, 99.8 % de pureza, marca Sigma-Aldrich 
(270970). 
3.2 Síntesis de los compuestos 
3.2.1 Síntesis del ligante Bztpen 
El ligante N-bencil-N,N’,N’-tris(2-
metilpiridil)etilendiamina (Bztpen), su 
estructura se aprecia en la figura 6, se 
sintetizó de acuerdo con una 
modificación de una síntesis descrita 
previamente. [2] 
Se disolvió clorhidrato de cloruro 
de picolilo (6.55 g, 40 mmol) en lo 
mínimo de agua (20 mL) y se agregó a 
la mezcla una disolución de hidróxido 
de sodio lentamente para neutralizar el ácido clorhídrico liberado, posteriormente se 
adicionó la N-benciletilendiamina (2.0 g, 13.3 mmol), manteniendo el pH en 9, hasta que 
se obtuvo un precipitado color crema que se purificó utilizando un embudo Soxhlet y 
éter de petróleo para dar el sólido blanco correspondiente al ligante Bztpen. Se obtuvo 
un rendimiento del 70 %. 
Figura 6. Imagen de la estructura del ligante 
N-bencil-N,N’,N’-tris(2-
metilpiridil)etilendiamina (Bztpen). 
 
 
 
16 
 
 
3.2.2 Síntesis del compuesto [FeIIIBztpenOH](PF6)2 ( 1 ). 
La síntesis para el compuesto [FeIIIBztpenOH](PF6)2 ( 1 ) fue desarrollada de 
acuerdo a la siguiente ecuación química de sustitución: 
 e O (NO ( Bztpen( H O( eBztpenOH (NO ( O( HNO ( 
 eBztpenOH (NO ( NH 
 
 
( eBztpenOH ( ( NH NO ( 
El compuesto ( 1 ) se preparó añadiendo 5 mL de una disolución de 
 e( O 
 
 (NO
 
 
 
 [25] (0.2088 g, 0.294 mmol en 5 mL de agua) a una disolución de 
Bztpen (0.1241 g, 0.293 mmol en 5 mL de metanol), al realizar la adición del Bztpen se 
observó un cambio de coloración en la disolución de hierro de amarillo a café rojizo, 
posteriormente se calentó la disolución a aproximadamente 70 °C hasta evaporar la 
mitad del disolvente (metanol), al enfriarse la disolución se le adicionaron 5 
equivalentes de NaPF6 disueltos en 5 mL de agua (0.2370 g, 1.445 mmol), se observó 
la formación de un sólido color crema e inmediatamente después se agregaron 3 mL de 
metanol y se observó un cambio en la coloración del sólido a un amarillo más intenso, 
finalmente se recuperó el sólido resultante lavándolo con agua fría. Se obtuvo un 
rendimiento del 92.4 %. El análisis elemental encontrado es C: 41.52 %, H: 3.83 %, 
N: 8.78 % que corresponde a la fórmula mínima de FeC27N5H30OP2F12 cuyos 
porcentajes elementales calculados son: C: 41.24 %, H: 3.85 %, N: 8.91 %. 
3.2.3 Síntesis de los compuestos [FeIIIBztpenOR](PF6)2 donde 
OR= OCH3 ( 2 ), 
OCH2CH3 ( 3 ), 
OCH2CH2CH3 ( 4 ) y 
OCH2CH2CH2CH3 ( 5 ). 
La síntesis de los compuestos [FeIIIBztpenOR](PF6)2 donde 
OR= OCH3 ( 2 ), 
 
 
 
17 
 
 
OCH2CH3 ( 3 ), 
OCH2CH2CH3 ( 4 ), 
OCH2CH2CH2CH3 ( 5 ) se describe mediante la 
siguiente ecuación química de sustitución a partir del compuesto ( 1 ). 
 eBztpenOH ( ( et n 
 OH e e eBztpenO ( ( H O 
Para llevara cabo la síntesis de los compuestos alcoxilato se propone la 
sustitución del ion hidroxilo por el alcoxilato correspondiente. Para ello se disolvió en 
acetona y se colocó un tubo de ensayo el compuesto ( 1 ) y se adicionó el alcohol 
correspondiente procurando que en el tubo de ensayo se formaran dos fases y así 
favorecer la cristalización por difusión lenta de los disolventes. El compuesto alcoxilato 
generalmente es soluble en acetona e insoluble en el alcohol. 
3.1.3.1 Síntesis del compuesto [FeIIIBztpenOCH3](PF6)2 ( 2 ) 
En el caso del compuesto [FeIIIBztpenOCH3](PF6)2 ( 2 ), se preparó una 
disolución concentrada del compuesto ( 1 ) disolviendo 10 mg en 1 mL de acetona 
(disolución amarilla) y se le agregó lentamente 1 mL de metanol. La mezcla resultante 
se dejó evaporar alrededor de 24 horas hasta que se observó la formación de cristales 
de color café. La proporción recomendada es 1:1 acetona-metanol. 
Este compuesto fue informado previamente en la literatura [2] en estos casos se 
obtuvo igualmente el compuesto por medio de reacciones de sustitución a partir de 
diferentes compuestos de hierro (II) y (III) con el ligante Bztpen al utilizar como 
disolvente metanol. 
Para este compuesto se obtuvo un rendimiento aproximado del 90 %. El análisis 
elemental encontrado fue de C: 41.89 %, H: 4.12 %, N: 8.86 % que se corresponde con 
la fórmula mínima de FeC28N5H32OP2F12 y posee los siguientes porcentajes teóricos 
C: 42.02 %, H: 4.03 %, N: 8.75 %. 
 
 
 
18 
 
 
3.1.3.2 Síntesis del compuesto [FeIIIBztpenOCH2CH3](PF6)2 ( 3 ) 
El compuesto [FeIIIBztpenOCH2CH3](PF6)2 ( 3 ) se logró obtener por dos rutas de 
síntesis diferentes. En la primera se disolvieron 12 mg del compuesto ( 1 ) en 1 mL de 
acetona y se añadieron lentamente 1.5 mL de etanol a un vial para favorecer la 
formación de dos fases en proporciones 2:3 de acetona-etanol y se dejó reposar por 
alrededor de 24 horas hasta que se observó la formación de unos cristales color café. 
El segundo método fue de forma directa, se disolvió la sal [Fe(DMSO)6](NO3)3 
(0.0726 g, 0.102 mmol en 5 mL de etanol) y se le adicionó una disolución de Bztpen 
(0.419 g, 0.098 mmol en 5 mL de etanol), se observó un cambio de coloración en la 
disolución de hierro al hacer la adición del ligante, de amarillo a café rojizo, se le 
agregaron 5 equivalentes de NaPF6 disueltos en 5 mL de acetona (0.0814 g, 0.484 
mmol) y la mezcla se dejó evaporar lentamente. Después de 48 horas se observó la 
formación de cristales color café que se recuperaron por filtración al vacío. 
Para ambos métodos de síntesis se obtuvo un rendimiento cercano al 90 %. El 
análisis elemental encontrado es de: C: 43.17 %, H: 4.08 %, N: 8.86 % el cual 
corresponde a la fórmula mínima de FeC29N5H34OP2F12 cuyas proporciones 
elementales teóricas son: C: 42.77 %, H: 4.21 %, N: 8.60 %. 
3.1.3.3 Síntesis del compuesto [FeIIIBztpenOCH2CH2CH3](PF6)2 ( 4 ) 
En el caso del compuesto [FeIIIBztpenOCH2CH2CH3](PF6)2 ( 4 ) se cristalizó al 
disolver 9 mg del compuesto ( 1 ) en 1.5 mL de acetona (disolución amarilla) y 
adicionando lentamente 3 mL del n-propanol procurando la formación de dos fases en 
el tubo, se utilizó una proporción 1:2 acetona-n-propanol, se dejó reposar lentamente 
 
 
 
19 
 
 
durante 4 días hasta observar la formación unos cristales café verdoso. Se obtiene un 
rendimiento próximo al 60 %. El análisis elemental encontrado es de C: 43.62 %, 
H: 3.98 %, N: 8.60 %, que corresponde a la fórmula mínima de FeC30N5H36OP2F12 y 
posee el siguiente porcentaje elemental teórico C: 43.50 %, H: 4.38 %, N: 8.45 %. 
3.1.3.4 Síntesis del compuesto [FeIIIBztpenOCH2CH2CH2CH3](PF6)2 ( 5 ) 
El compuesto [FeIIIBztpenOCH2CH2CH2CH3](PF6)2 ( 5 ) se preparó disolviendo 
10 mg del compuesto ( 1 ) en 1 mL de acetona y adicionando 2 mL de n-butanol al vial 
hasta la formación de dos fases, se dejó reposar por 4 días hasta que se observó la 
formación de cristales color café-verdoso. Se recomienda utilizar proporciones 1:2 
acetona-n-butanol. 
Se obtuvo un rendimiento de cercano al 60 %. El análisis elemental encontrado 
es C: 44.25 %, H: 3.92 %, N: 8.66 % que corresponde a la fórmula mínima de 
FeC31N5H38OP2F12, las proporciones elementales teóricas son C: 44.19 %, H: 4.55 %, 
N: 8.31 %. 
En el caso de los compuestos ( 4 ) y ( 5 ) no se pudieron obtener de forma 
directa ya que no todas las sustancias (la sal [Fe(DMSO)6](NO3)3, el Bztpen o el 
NH4PF6) son solubles en estos alcoholes. 
3.2.4 Síntesis del compuesto [FeIIIBztpen(OH)2]PF6 ( 6 ) 
Para el compuesto e Bztpen(OH 
 
 ( 
 
 ( 6 ) se realizó la síntesis a partir de 
la sal de hierro(III) e( O 
 
 (NO
 
 
 
 disolviéndola en 3 mL de agua (0.751 g, 
0.106 mmol), se le añadió 0.1 mL de piridina (1.29 mmol) para favorecer la formación 
de hidroxilos en el medio, posteriormente se adicionó el ligante Bztpen disuelto en 3 mL 
 
 
 
20 
 
 
de agua (0.425 g, 0.0804 mmol) y se observó una disolución turbia color amarilla a la 
cual se le añadió acetona para que se disolviera por completo, finalmente se le 
agregaron 5 equivalentes del contraión NaPF6 (0.0804 g, 0.479 mmol) y la mezcla 
se dejó evaporar lentamente por 5 días para obtener unos cristales color verde. 
Se obtuvo un rendimiento próximo al 40 %. El análisis elemental encontrado fue 
de C: 53.87 %, H: 3.80 %, N: 11.85 % que corresponde a la siguiente fórmula mínima 
de FeC27H31N5O2PF6 que posee el siguiente porcentaje elemental teórico C: 49.26 %, 
H: 4.75 %, N: 10.64 %. 
3.2.5 Síntesis del compuesto [FeIIBztpenOH]B4 ( 7 ) 
En la síntesis del compuesto [FeIIBztpenOH]BФ4 ( 7 ) se utilizó nitrógeno para 
desoxigenar los disolventes y mantener una atmósfera libre de oxígeno y de esta 
manera evitar la oxidación del hierro(II). Se disolvió la sal de hierro(II) [Fe(H2O)6](BF4)2 
(0.0358 g, 0.106 mmol) en 5 mL de agua (disolución incolora), se le adicionó ácido 
ascórbico (5.2 mg, 0.029 mmol) con el fin de evitar la oxidación del hierro(II), se le 
añadieron 3 mL de una disolución de Bztpen (0.0419 g, 0.099 mmol) en etanol 
(disolución verde-amarillo), se mantuvo en agitación hasta que se disolvió lo más 
posible, se filtró la disolución y se le agregaron 5 equivalentes de NaBФ4 (0.1715 g, 
0.501 mmol) en 2 mL de agua, se obtuvo un sólido color amarillo claro, se recuperó el 
sólido por filtración lavándolo con agua y se colocó en un vial desoxigenado con 
nitrógeno. 
Se obtuvo un rendimiento aproximado del 53 %. El análisis elemental encontrado 
fue de C: 76.90 %, H: 6.65 %, N: 7.42 % que pertenece a la fórmula mínima de 
 
 
 
21 
 
 
FeC51H50N5OB con los siguientes porcentajes teóricos C: 75.10 %, H: 6.18 %, 
N: 8.59 %. 
3.2.6 Síntesis del compuesto [Fe2
III(µ-O)(Bztpen)2(OH)2](BФ4)2 ( 8 ) 
El compuesto de {[FeIII2(µ-O)(Bztpen)2(OH)2](BФ4)2 ( 8 ) se preparó disolviendo el 
compuesto ( 7 ) (0.0375 g, 0.05 mmol) en 2 mL de acetona previamente desoxigenada 
y se le añadió lentamente éter en proporción 1:2 acetona-éter para formar dos fases, la 
mezcla se dejó reposar por 3 días hasta que se obtuvieron unos cristales de color 
café-rojizos. 
Se logró un rendimiento cercano al 50 %. El análisis elemental encontrado es de: 
C: 76.90 %, H: 6.65 %, N: 7.42 % que corresponde a la fórmula mínima de 
Fe2C102H100N5O3B2 y posee los siguientes porcentajes elementales teóricos C: 75.10 %, 
H: 6.18 %, N: 8.59 %. 
3.3 Sección Experimental 
3.3.1 Análisis elemental 
Se determinan los porcentajes de carbono, hidrógeno y nitrógeno en el 
laboratorio de la USAI, de la Facultad de Química, UNAM. Se utilizó el equipo 
analizador elemental Perkin Elmer 2400 para CHNS (con cistina como compuesto de 
calibración). Se determinó mediante la oxidación completa de la muestra formando los 
gases correspondientes, de esta manera se estableció el porcentaje relativo de los 
elementos H, C, N y S. 
 
 
 
22 
 
 
3.3.2 Espectroscopía infrarroja 
Se obtienen los espectrosde infrarrojo en el intervalo de 4000 a 400 cm-1, 
empleando pastillas KBr en el equipo Espectrofotómetro de FTIR Spectrum RXI de 
Perkin-Elmer y directamente por reflactancia ATR en el laboratorio de la USAI, de la 
Facultad de Química, UNAM. 
3.3.3 Espectroscopía electrónica en la región del ultravioleta-visible. 
Se prepararon disoluciones de los diferentes compuestos en el orden de 
concentración de 10-4 y 10-3 M en acetonitrilo grado HPLC, y se colocaron en una celda 
de cuarzo con un paso óptico de 1 cm. 
La obtención de los espectros de absorción se llevó a cabo en un 
espectrofotómetro de arreglo de diodos, diode array spectrophotometer HP 8425A, 
utilizando el software HPUV-Vis, empleando como interfase una computadora. 
Se realizó primero la medida de un blanco que corresponde al disolvente 
acetonitrilo grado HPLC y se comparó con las disoluciones de los compuestos para 
obtener los espectros correspondientes. Se obtuvieron los espectros de absorbancia en 
función de la longitud de onda en el intervalo de 190 a 820 nm. 
3.3.4 Electroquímica 
Se realizaron estudios de voltamperometría cíclica, en algunos casos se realizó 
un estudio de voltamperometría cíclica con diferentes valores para los potenciales de 
inversión catódica y anódica en el mismo sistema de tres electrodos. 
Los estudios electroquímicos se realizaron con un potenciostato galvanostato CH 
Instruments electrochemical analyzer utilizando un sistema de tres electrodos. Se 
 
 
 
23 
 
 
trabajó con un electrodo de cuasireferencia de Ag-AgCl (s) en una disolución 0.1 M de 
cloruro de tetrabutilamonio ((C4H9)4NCl) en acetona, un electrodo auxiliar de platino con 
una disolución de 0.1 M de hexafluorofostato de tetrabutilamonio ((C4H9)4NPF6) y un 
electrodo de trabajo de carbón vítreo de 3 mm de diámetro. Se trabajó con disoluciones 
de 0.1 M de (C4H9)4NPF6 en acetona desoxigenada con N2 antes de la medición. Se 
realizaron las mediciones iniciando el barrido en el potencial de corriente nula, 
obteniendo los voltamperogramas en sentido catódico y anódico. Para el estudio de 
potenciales de inversión catódico o anódico se obtuvieron los voltamperogramas 
realizando aumentos de 0.1 V en el potencial de inversión en el sentido del estudio. 
3.3.5 Rayos X 
Los datos cristalográficos presentados en este trabajo, se obtuvieron a diferentes 
temperaturas, en el laboratorio de la USAI de la Facultad de Química, UNAM. Se 
empleó el equipo de Difractómetro de rayos X-monocristal gemini (radiación de cobre y 
molibdeno) con detector de atlas de 135 mm de área activa, equipado con un sistema 
de baja temperatura (Cryojet). 
Los datos de difracción de los compuestos fueron colectados utilizando un 
monocromador de grafito con una radiación de Mo k (=0.71 Å). Las estructuras se 
resolvieron por métodos directos empleando SHELXS-97 y el refinamiento de la 
estructura utilizando SHELXL-97. Los protones de la amina se localizan en el mapa de 
Fourier y se incluyen en el refinamiento. El factor de dispersión para átomos neutros se 
emplea para la solución y refinamiento a las estructuras. 
 
 
 
24 
 
 
3.3.6 Susceptibilidad magnética 
Esta técnica consiste en medir la susceptibilidad magnética variando la 
temperatura, se realizó utilizando un susceptómetro SQUID Quanto Design MPMS2, 
equipado con un magneto de 5.5 T, operando a 1 T y en un intervalo de temperatura de 
4 a 400 K. El susceptómetro se calibró con (NH4)2Mn(SO4)212H2O. Las correlaciones 
diamagnéticas se corrigen con la constante de Pascal. 
Con esta técnica se puede apreciar el intervalo de temperatura en el cual se da 
el proceso de la transición de espín bajo a alto espín. 
 
 
 
 
25 
 
 
CAPITULO 4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
Los compuestos sintetizados fueron caracterizados utilizando las siguientes 
técnicas: a) Análisis elemental. Se puede proponer la fórmula mínima de cada 
compuesto y conocer así el error relativo que tienen con respecto a los porcentajes 
elementales del C, H y N del compuesto que se desea obtener. b) Espectroscopía 
infraroja. Se pueden observar las diferentes bandas que presentan los grupos 
funcionales del ligante coordinado, así como los diferentes contraiones que poseen 
todos los compuestos de coordinación sintetizados. c) Espectroscopía electrónica. Se 
aprecian las bandas de absorción en la región ultravioleta y visible que presentan todos 
los compuestos, para obtener información acerca de las transiciones electrónicas y su 
relación con las posibles geometrías que presenta cada ion metálico coordinado. d) La 
voltamperometría cíclica. Proporciona información sobre los potenciales redox de los 
compuestos así como de las diferentes especies generadas al electrodo luego de una 
transferencia electrónica. El ligante monodentado que se coordina en el sexto lugar 
cambia la constante de estabilidad del compuesto así como el potencial redox por lo 
que se estudia la relación entre el ligante monodentado con la estabilidad del 
compuesto. También sugiere la estabilidad relativa de los compuestos en disolución. e) 
Rayos X. Se aprecia la estructura del compuesto, de esta manera se conocen los 
posibles enlaces que se forman en la molécula, y por lo tanto el modo coordinación que 
se presenta en el compuesto así como su geometría. 
 
 
 
26 
 
 
4.1 Análisis elemental 
A continuación se presentan los porcentajes elementales de C, H y N para el 
análisis elemental teórico y experimental de todos los compuestos sintetizados (véase 
la tabla 1), con esto se puede proponer una fórmula mínima en cada caso. 
Tabla 1. Análisis elemental de los compuestos sintetizados del tipo [FeBztpenOR]n+. 
Compuesto %C %H %N Fórmula mínima 
 ( 1 ) 
786.56 g/mol 
Teo. 41.24 3.85 8.91 
FeC27N5H30OP2F12 Exp. 41.52 3.83 8.78 
( 2 ) 
800.56 g/mol 
Teo. 42.02 4.03 8.75 
FeC28N5H32OP2F12 Exp. 41.89 4.12 8.86 
( 3 ) 
814.56 g/mol 
Teo. 42.77 4.21 8.60 
FeC29N5H34OP2F12 Exp. 43.17 4.08 8.86 
( 4 ) 
828.56 g/mol 
Teo. 43.50 4.38 8.45 
FeC30N5H36OP2F12 Exp. 43.62 3.98 8.60 
( 5 ) 
842.56 g/mol 
Teo. 44.19 4.55 8.31 
FeC31N5H38OP2F12 Exp. 44.25 3.92 8.66 
( 6 ) 
658.44 g/mol 
Teo. 49.26 4.75 10.64 
FeC27N5H31O2PF6 
Exp. 53.87 3.80 11.85 
( 7 ) 
815.64 g/mol 
Teo. 75.10 6.18 8.59 
FeC51N5H50OB 
Exp. 76.90 6.65 7.42 
( 8 ) 
1647.27 g/mol 
Teo. 74.37 6.12 8.50 
Fe2C102N10H100O3B2 
Exp. 74.18 5.97 8.35 
 
Los resultados que se presentan muestran coincidencias con la fórmula mínima 
propuesta para cada compuesto. En el caso de los compuestos alcoxilatos se observa 
que existe un error relativo entre el análisis experimental y el teórico que aumenta 
mientras mayor es el número de carbonos de la cadena alifática. Los valores 
encontrados se pueden explicar con la presencia de mezclas entre el compuesto 
alcoxilato y el compuesto ( 1 ) que se utiliza como precursor. Esto se debe a la dificultad 
para desprotonar el alcohol pues mientras mayor es la cadena alifática mayor es el pKa 
 
 
 
27 
 
 
evitando así la fácil coordinación del carboxilato y disminuyendo a su vez el rendimiento 
de la síntesis. 
4.2 Espectroscopía Infrarroja 
En los espectros de infrarrojo se observan las bandas correspondientes al ligante 
Bztpen coordinado, se presentan cuatro señales entre 1400-1580 cm-1 de intensidad 
media propias de los enlaces C=C de los anillos de las piridinas y otra en 1600 cm-1 
correspondiente a la vibración de C=N, las bandas en 1050 cm-1 pueden asignarse a 
las vibraciones de C-N de los carbonos alifáticos. En la figura 7 se muestran las 
diferencias entre las señales del ligante libre en comparación con las de algunos de los 
compuestos representativos que fueron sintetizados. Estos espectros se pueden 
separar en tres diferentes grupos que presentan espectros infrarrojos muy similares 
entre sí, los compuestos ( 2 ), ( 3 ), ( 4 ) y ( 5 ), los compuestos ( 1 ) y ( 6 ) y finalmente 
los compuestos ( 7 ) y ( 8 ), para que se puedan apreciar mejorlas comparaciones en la 
figura 7 sólo se presentan los espectros correspondientes a los compuestos a) ( 1 ), b) 
( 8 ) y c) ( 2 ). La diferencia entre las bandas en la región de 1400-1580 cm-1 es muy 
pequeña, sin embargo cambian las intensidades de estas bandas. La banda en 1600 
cm-1 que corresponde a la vibración C=N se desplaza alrededor de 20 cm-1. En todos 
los compuestos disminuye una señal de alta intensidad alrededor de 2800 cm-1 que 
aparece en el ligante libre, ésta corresponde a los metilenos y disminuye debido a la 
coordinación del ligante con el metal. [34] 
El desplazamiento en las bandas correspondientes a la vibración C=N se 
explica debido a que los nitrógenos de las piridinas se encuentran coordinados al centro 
 
 
 
28 
 
 
metálico por lo que ya no se observan en la misma señal de vibración, así como la 
señal alrededor de 1050 cm-1 que puede asignarse a los nitrógenos alifáticos C-N 
coordinados al centro metálico. 
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
0
20
40
60
80
1000
20
40
60
80
1000
20
40
60
80
100
 
 
cm
-1
c)
 
 
%
 T
b)
 
 
a)
 
Figura 7. Espectros infrarrojos típicos de algunos compuestos comparados con el 
correspondiente al ligante Bztpen, FTIR empleando pastilla de KBr en el intervalo de 
400 a 4000 cm-1.  Ligante Bztpen en a), b) y c),  espectro de infrarrojo típico de 
los compuestos a) ( 1 ), b) ( 8 ) y c) ( 2 ). 
En el caso de los compuestos que presentan el contra iòn hexafluorofosfato 
como los compuestos ( 1 ), ( 2 ), ( 3 ), ( 4 ), ( 5 ) y ( 6 ) se pueden apreciar cuatro 
bandas de intensidad media a fuerte alrededor de 825-550 cm-1 señales de vibración 
 
 
 
29 
 
 
características del contraión del PF6
- como se observa en la figura 7 a) y c) estas 
bandas no se observan ni en el ligante libre, ni para los compuestos ( 7 ) y ( 8 ). 
Para los compuestos con el contraión tetrafenilborato ( 7 ) y ( 8 ), figura 7 b), se 
puede apreciar que aumentan las dos señales entre 730-700 cm-1 muy intensas y las 
señales por arriba de 3000 cm-1 que corresponden a los anillos aromáticos del contraión 
y del ligante Bztpen. 
En los compuestos ( 1 ), ( 6 ), ( 7 ) y ( 8 ) se observan señales alrededor de 
3650 cm-1 correspondiente a la vibración del O-H coordinado como se ve en la 
figura 7 a) y 7 b). 
Con esta información se puede saber que los espectros de infrarrojo de los 
compuestos sintetizados muestran una variación con respecto al ligante Bztpen libre 
que se puede atribuir a la coordinación de éste con el centro metálico. Con esta 
información y la fórmula mínima, se propone que la síntesis de los compuestos de 
hierro con el ligante Bztpen, fue exitosa. 
4.3 Espectroscopia electrónica 
Los espectros se obtuvieron preparando disoluciones en acetonitrilo de una 
concentración cercana a 10-4 M para realizar las mediciones en el intervalo de 190 a 
450 nm, y disoluciones con concentraciones cercanos a 10-3 M para la región de 450 a 
821 nm. En estos espectros se pueden apreciar la longitud de onda de los máximos de 
absorbancia para los compuestos, comparados con el espectro del ligante Bztpen. En la 
figura 8 se puede observar que los espectros electrónicos de los compuestos ( 1 ), ( 2 ), 
( 3 ) y ( 4 ) presentan dos señales de absorción en la región ultravioleta, la primera de 
 
 
 
30 
 
 
mayor intensidad alrededor de 255 nm y la segunda de menor intensidad 
aproximadamente en 320 nm (ver recuadro de la figura 8), en el caso del compuesto 
( 5 ) se pueden apreciar cuatro señales de absorción en esta región (230, 255, 305 y 
320 nm), dos de estas señales coinciden con las de los compuestos anteriores. 
240 280 320 360 400 440
0.0
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
280 320 360 400 440
0.0
0.3
0.6
0.9
 
 
A
b
s
o
rb
a
n
c
ia
(nm)
 
 
Figura 8. Espectros electrónicos en la región UV para los compuestos disueltos en 
acetonitrilo, en concentración aproximada de 10-4 M.  Compuesto ( 1 ), 
ooo compuesto ( 2 ), □□□ compuesto ( 3 ),  compuesto ( 4 ),  compuesto ( 5 ) y 
--- ligante bztpen. 
 
También se muestra el espectro del ligante Bztpen (10-4 M), donde se observa 
una sola señal de absorción alrededor 260 nm tribuid tr n i i ne π-π* ya que 
 
 
 
31 
 
 
posee diferentes grupos aromáticos en su estructura. La señal en 255 nm que se 
aprecia en todos los compuestos se puede asignar a la absorción del ligante Bztpen 
coordinado al centro metálico, la longitud de onda en la cual se presenta la absorción se 
desplaza debido a la coordinación del ligante con el centro metálico. 
Se observa en la tabla 2 que los valores del coeficiente de extinción molar () son 
del orden de 105 para la señal alrededor de 255 nm, estos valores son normales para 
las tr n i i ne π-π* de los grupos aromáticos de los compuestos orgánicos. 
Debido a que en la región ultravioleta se pueden encontrar las absorciones 
correspondientes a la transferencia de carga, se sugiere que la segunda absorción 
pertenece a una transferencia de carga del ligante al metal ya que éste es un ácido de 
Lewis con deficiencia de electrones y los ligantes le aportan densidad electrónica, este 
tipo de señales presentan valores de  elevados del orden de 104 a 105, los valores 
calculados para cada compuesto se aprecian en la tabla 2. 
Tabla 2. Valores de longitud de onda, absorbancia y  de los compuestos ( 1 ) , ( 2 ), 
( 3 ), ( 4 ) y ( 5 ) en el intervalo de 190 a 450 nm 
Compuesto Concentración 
(mM) 
 
(nm) 
A  
(Lcm-1mol-1) 
 
(nm) 
A  
(Lcm-1mol-1) 
( 1 ) 0.099 253 0.935 9444 325 0.193 1949 
( 2 ) 0.0975 254 1.741 17856 315 0.485 4974 
( 3 ) 0.0958 253 1.240 12943 319 0.314 3277 
( 4 ) 0.0942 253 1.112 11804 317 0.322 3418 
( 5 ) 0.0998 231 1.510 15130 253 1.819 18226 
( 5 ) 0.0998 305 0.891 8927 320 0.670 6713 
 
En la figura 9 se pueden observar los espectros electrónicos en la región visible 
para los compuestos ( 1 ), ( 2 ), ( 3 ) y ( 5 ); en ellos se presenta una señal de absorción 
 
 
 
32 
 
 
alrededor de 570 nm, sin embargo, el compuesto ( 4 ) y el ligante Bztpen no presentan 
alguna señal de absorción en esta región. 
450 480 510 540 570 600 630 660 690 720 750 780 810
0,00
0,03
0,06
0,09
(nm)
A
b
s
o
rb
a
n
c
ia
 
 
 
Figura 9. Espectros electrónicos en la región visible de los compuestos disueltos en 
acetonitrilo, con una concetración aproximada de 10-3 M. Para el  compuesto ( 1 ), 
ooo compuesto ( 2 ), □□□ compuesto ( 3 ),  compuesto ( 4 ),  compuesto ( 5 ) y 
--- ligante Bztpen. 
En la región visible los metales de transición d5 no suelen presentar transiciones 
electrónicas debido a que no cumplen con las reglas de selección de Laporte y la 
prohibición de espín, se esperaría encontrar valores de  muy pequeños, sin embargo, 
en la tabla 3 se puede apreciar que los valores de  en esta región son del orden de 
 
 
 
33 
 
 
103, estos valores son más elevado de lo esperado debido a un acoplamiento 
espín-orbital. [6] [22] 
Tabla 3. Valores de longitud de onda, absorbancia y  de los compuestos ( 1 ) , ( 2 ), 
( 3 ), ( 4 ) y ( 5 ) en el intervalo de 450 a 821 nm. 
Compuesto Concentración 
(mM) 
 
(nm) 
A  
(Lcm-1mol-1) 
( 1 ) 0.99 560 0.0711 718 
( 2 ) 0.975 564 0.0615 630 
( 3 ) 0.958 582 0.0691 721 
( 4 ) 0.942 - - - 
( 5 ) 0.998 576 0.0585 586 
4.4 Electroquímica 
Se realizaron estudios de voltamperometría cíclica de todos los compuestos para 
poder conocer su estabilidad en disolución, también estudios de inversión catódica y 
anódica para poder relacionar las señales de oxidación y reducción, ya que no en todos 
los casos se observan sistemas reversibles. Con esta información se pretende 
caracterizar los diferentes compuestos y tratar de explicar su estabilidad en disolución. 
De acuerdo con las recomendaciones de la IUPAC [47] todas las gráficas se 
presentan en una escala de potencial con referencia al sistema ferroceno-ferricinio(Fc+-Fc) el cual presenta un potencial de media onda E1/2 = 0.415 V/Ag-AgCl, en 
(C4H9)4NCl 0.1 M. 
4.4.1 Electroquímica del compuesto de [FeIIIBztpenOH](PF6)2 ( 1 ) 
Se preparó una disolución 0.916 mM del compuesto ( 1 ) disolviendo 3.6 mg 
(4.58 µmol) en 5 mL de acetona a la cual se le adicionaron previamente 0.1970 g 
(5.09 µmol) de (C4H9)4NPF6, el cual fue empleado como electrolito soporte. Se 
 
 
 
34 
 
 
obtuvieron los voltamperogramas a una velocidad de barrido de 100 mV/s en una 
ventana de potencial de -1.2 a 0.8 V. En la figura 10 se puede observar que al iniciar el 
barrido de potencial en sentido negativo se presenta una señal de reducción (Epc1=-
0.345 V/Fc+-Fc) y al llegar a E- e invertir el potencial se pueden apreciar tres señales 
de oxidación (Epa1=-0.204, Epa2 =0.067, Epa3=0.332 todos en V/Fc
+-Fc). 
-1.4 -1.2 -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8 E
+
 
 
I (
A
)
E (V/ Fc
+
-Fc)
 
E
-
E
pc1
E
pa1
E
pa2
E
pa3
Figura 10. Voltamperogramas cíclicos típicos del compuesto ( 1 ) obtenidos en una 
disolución de acetona 0.1 M de ((C4H9)4NPF6) sobre un electrodo de carbón vítreo de 
3 mm de diámetro, empleando un electrodo de cuasireferencia de Ag-AgCl (s) en una 
disolución 0.1 M de (C4H9)4NCl en acetona, un electrodo auxiliar de platino con una 
disolución de 0.1 M de ((C4H9)4NPF6). Se obtuvieron los barridos de potencial anódico 
() y catódico () a una velocidad de barrido de 100 mV/s. 
 
Se realizó un estudio de potencial de inversión catódica variable y se logró 
determinar que la señal Epa1 se asigna a la oxidación de la especie reducida en el 
potencial Epc1, mientras que las señales Epa2 y Epa3 se asignan a la oxidación de 
 
 
 
35 
 
 
subproductos que se forman al electrodo, debido a la baja estabilidad de la especie de 
hierro(II) en disolución. 
Cuando se inicia el barrido de potencial en el sentido positivo, inicialmente no se 
observa alguna señal de oxidación, al llegar a E+ e invertir el sentido del barrido de 
potencial, se pueden apreciar las mismas señales de reducción, cuando se alcanza el 
valor de E- y se invierte el barrido de potencial, ahora en sentido positivo, las señales 
de oxidación coinciden con las previamente descritas. Las magnitudes de las 
intensidades de corriente, muestran que la especie que se oxida en el potencial Epa1 es 
menor a la que se reduce en Epc1 debido a la formación de otras especies. 
4.4.2 Electroquímica de los compuestos de [FeIIIBztpenOR](PF6)2 con 
OR=OCH3 ( 1 ) 
OCH2CH3 ( 3 ), 
OCH2CH2CH3( 4 ), 
OCH2CH2CH2CH3 ( 5 ) 
Se prepararon disoluciones de 5mL con concentraciones aproximadas de 1.0 
mM de los compuestos ( 2 ), ( 3 ) ( 4 ) y ( 5 ) en acetona. Para el compuesto ( 2 ) se 
disolvieron 3.6 mg (4.5 mol, 0.90 mM), para el compuesto ( 3 ) se disolvieron 4.0 mg 
(4.9 mol, 0.98 mM), para el compuesto ( 4 ) la disolución se preparó con 4.1 mg (4.95 
mol, 0.99 mM) y para el compuesto ( 5 ) se disolvieron 4.1 mg (4.87 mol, 0.97 mM). A 
cada una de estas disoluciones se le añadió por separado 0.19 g (0.49 mmol) 
aproximadamente de (C4H9)4NPF6, el cual fue empleado como electrolito soporte. Se 
obtuvieron los voltamperogramas a una velocidad de barrido de 100 mV/s en una 
ventana de potencial de -1.2 a 1.0 V, para el compuesto ( 2 ) y de -1.2 a 0.8 V para los 
compuestos ( 3 ), ( 4 ) y ( 5 ). 
 
 
 
36 
 
 
Los cuatro compuestos presentan voltamperogramas cíclicos similares, las 
diferencias de potencial entre los picos de los distintos compuestos es pequeña, de 
menos de 0.08 V en todas las señales, por lo que se concluye que estos compuestos se 
comportan de manera similar en disolución. Cuando el barrido de potencial se inicia en 
sentido negativo (véase figura 11) se observan tres señales de reducción (Epc1, Epc2, 
Epc3) después de la inversión del potencial (E-), se pueden apreciar cuatro señales de 
oxidación (Epa1, Epa2, Epa3, Epa4). Los valores de los potenciales característicos, que se 
aprecian en el barrido de potencial en sentido negativo y positivo, para los compuestos 
se pueden observar en las tablas 4 y 5. 
En el recuadro de la figura 11 se aprecian las señales de reducción 
correspondiente a los potenciales Epc1 y Epc2 de los compuestos, donde se observa que 
la intensidad de la corriente entre las señales es similar y los valores de potencial de 
pico son muy parecidos, por lo que se sugiere que no existen diferencias significativas 
entre las estabilidades relativas de estos compuestos. 
Al realizar los estudios de potenciales de inversión catódicos variables, se 
encuentra que las señales de oxidación Epa2 se asignan a la reducción de los 
compuestos en el potencial Epc2. También se determina que la señal de oxidación Epa1 y 
la señal de reducción Epc3 podrían estar relacionadas, como la oxidación y su 
correspondiente señal de reducción. 
 
 
 
37 
 
 
-1.2 -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
-16
-12
-8
-4
0
4
8
12
16
-0.50 -0.25
E
pa4
E
pa3
E
pa2
E
pa1
E
pc3 E
pc2
E
+
 
 
I 
(
A
)
E (V/Fc
+
-Fc)
 
E
-
E
pc1
 
 
Figura 11. Voltamperogramas cíclicos típicos de los compuestos de hierro(III) [( 2 ), 
( 3 ), ( 4 ) y ( 5 )] obtenidos en una disolución de acetona 0.1 M de ((C4H9)4NPF6) sobre 
un electrodo de carbón vítreo de 3 mm de diámetro, empleando un electrodo de 
cuasireferencia de Ag-AgCl (s) en una disolución 0.1 M de (C4H9)4NCl en acetona, un 
electrodo auxiliar de platino con una disolución de 0.1 M de (C4H9)4NPF6. Se muestran 
los voltamperogramas iniciados en sentido catódico a una velocidad de barrido de 
100 mV/s para el ––– compuesto ( 2 ), □□□ compuesto ( 3 ), +++ compuesto ( 4 ) y 
 compuesto ( 5 ). 
 
Tabla 4. Señales de los potenciales de reducción de los compuestos ( 1 ), ( 2 ), ( 3 ), 
( 4 ) y ( 5 ). 
Señales de los compuesto Epc1 Epc2 Epc3 Epc4 
( 1 ) -0.345 - - - 
( 2 ) -0.235 -0.359 -0.887 0.023 
( 3 ) -0.275 -0.361 -0.885 0.076 
( 4 ) -0.234 -0.342 -0.868 0.081 
( 5 ) -0.264 -0.371 -0.887 0.067 
 
 
 
 
38 
 
 
Tabla 5. Señales de los potenciales de oxidación de los compuestos ( 1 ), ( 2 ), ( 3 ), 
( 4 ) y ( 5 ). 
Señales de los compuesto Epa1 Epa2 Epa3 Epa4 
( 1 ) -0.204 0.067 0.332 - 
( 2 ) -0.881 -0.246 0.067 0.341 
( 3 ) -0.821 -0.245 0.073 0.371 
( 4 ) -0.799 -0.259 0.076 0.341 
( 5 ) -0.814 -0.234 0.065 0.373 
 
-1.2 -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
-15
-10
-5
0
5
10
15
E
+
 
 
I (
A
)
E (V/Fc
+
-Fc)
E
-
E
pc4
E
pc1
E
pc2
E
pc3
E
pa1
E
pa2
E
pa3
Figura 12. Voltamperogramas cíclicos típicos de los compuestos de hierro (III) [( 2 ), 
( 3 ), ( 4 ) y ( 5 )] obtenidos en una disolución de acetona 0.1 M de ((C4H9)4NPF6) sobre 
un electrodo de carbón vítreo de 3 mm de diámetro, empleando un electrodo de 
cuasireferencia de Ag-AgCl (s) en una disolución 0.1 M de (C4H9)4NCl en acetona, un 
electrodo auxiliar de platino con una disolución de 0.1 M de (C4H9)4NPF6. . Se muestran 
los voltamperogramas iniciados en sentido anódico a una velocidad de barrido de 
100 mV/s para el ––– compuesto ( 2 ), □□□ compuesto ( 3 ), +++ compuesto ( 4 ), 
 compuesto ( 5 ). 
 
 
 
 
39 
 
 
La figura 12 muestra los voltamperogramas de los compuestos ( 2 ) ( 3 ) ( 4 ) y ( 5 ), 
iniciando el barrido de potencial en el sentido positivo, donde al inicio del barrido no se 
observa alguna señal de oxidación, lo cual es consistente pues se trata de especies de 
hierro(III), cuando el potencial alcanza el valor E+ y se invierte el sentido del barrido, se 
pueden apreciar las mismas tres señales de reducción (Epc1, Epc2, Epc3) y una adicional 
en Epc4. Al invertir nuevamente el potencial en E- se pueden apreciar solo tres señales 
de oxidación (Epa1, Epa2 y Epa3), pues el barrido de potencial finaliza en un potencial 
previo al potencial Epa4. 
-1,2 -0,9 -0,6 -0,3 0,0 0,3 0,6 0,9
-12
-9
-6-3
0
3
6
E
pa1
E
pa3
E
+
 
 
I (
A
)
E (V/Fc
+
-Fc)
 
E
-
E
pa2
E
pc2
Figura 13. Voltamperogramas cíclicos típicos de los compuestos ( 1 ) y ( 5 ) obtenidos 
en una disolución de acetona 0.1 M de ((C4H9)4NPF6) sobre un electrodo de carbón 
vítreo de 3 mm de diámetro, empleando un electrodo de cuasireferencia de Ag-AgCl (s) 
en una disolución 0.1 M de (C4H9)4NCl en acetona, un electrodo auxiliar de platino con 
una disolución de 0.1 M de ((C4H9)4NPF6). Se obtuvieron los barridos de potencial 
catódico para el compuesto ( 1 ) ( ) y el compuesto ( 5 ) () a una velocidad de 
barrido de 100 mV/s. 
 
 
 
 
40 
 
 
Los voltamperogramas proporcionan información de la baja estabilidad de los 
compuestos de hierro(II) con Bztpen y un alcoxilato, disueltos en acetona, pues se 
descomponen para formar nuevas especies, ya que se observan diferentes señales de 
reducción y de oxidación. 
En la figura 13 se puede apreciar el voltamperograma en sentido catódico del 
compuesto ( 1 ) y ( 5 ), se distingue que las señales de reducción Epa2, Epa3 y Epa4 de los 
compuestos ( 2 ) ( 3 ) ( 4 ) y ( 5 ) son similares a los valores de potenciales de pico que 
se presentan en el compuesto ( 1 ) Epa1, Epa2 y Epa3 respectivamente. (Véase tablas 4 y 
5). 
4.4.3 Electroquímica del compuesto de [FeIIIBztpen(OH)2]PF6 ( 6 ). 
Se preparó una disolución 1.12 mM del compuesto ( 6 ) disolviendo 3.7 mg 
(5.6 mol) en 5 mL de acetona y se adicionaron 0.2011 g (5.53 mmol) de (C4H9)4NPF6 
empleado como electrolito soporte. Se obtuvieron los voltamperogramas a una 
velocidad de barrido de 100 mV/s en una ventana de potencial de -1.4 a 0.4 V. Al iniciar 
el barrido de potencial en el sentido negativo se distinguen tres diferentes señales de 
reducción (Epc1=-0.325, Epc2=-0.755, Epc3= -0.999 todos en V/Fc
+-Fc), al alcanzar el 
potencial de inversión (E-) y obtener el barrido en sentido positivo, se observan dos 
señales de oxidación (Epa1=-0.470 V/Fc
+-Fc y Epa2=0.102 V/Fc
+-Fc). Cuando el barrido 
de potencial se inicia en el sentido positivo se pueden apreciar las mismas señales 
tanto de oxidación como de reducción, según se puede observar en la figura 14. 
 
 
 
41 
 
 
-1.5 -1.2 -0.9 -0.6 -0.3 0.0 0.3
-15
-10
-5
0
5
10
E
+
 
 
I (
A
)
E (V/ Fc
+
-Fc)
E
-
E
pa2
E
pc1
E
pc2
E
pc3
E
pa1
Figura 14. Voltamperogramas cíclicos típicos del compuesto ( 6 ) obtenidos en una 
disolución de acetona 0.1 M de (C4H9)4NPF6 sobre un electrodo de carbón vítreo de 
3 mm de diámetro, empleando un electrodo de cuasireferencia de Ag-AgCl (s) en una 
disolución 0.1 M de (C4H9)4NCl en acetona, un electrodo auxiliar de platino con una 
disolución de 0.1 M de (C4H9)4NPF6. Se obtuvieron los voltamperogramas en el sentido 
catódico () y anódico () a una velocidad de barrido de 100 mV/s 
 
En este compuesto se propone la descoordinación de una piridina del ligante, por 
lo que se puede pensar que la señal de oxidación Epa2 corresponde a la oxidación del 
anillo de piridina que no tiene comprometida densidad electrónica con el metal, ya que 
el ligante libre presenta dos señales de oxidación y tres señales de reducción, el valor 
del potencial de oxidación Epa2 es cercano al primer potencial de oxidación del ligante 
libre (Epa1=0.628 V/Fc
+-Fc) éste podría disminuir debido a la coordinación del ligante 
con el hierro. En el caso de la señal de reducción Epc3 del compuesto se observa que es 
similar a la primera señal de reducción (Epc1= - 1.137 V/Fc
+- Fc) del ligante libre. Debido 
 
 
 
42 
 
 
a que el compuesto es de hierro(III) se sugiere que la señal de reducción Epc1 puede 
deberse a la reducción del hierro(III) a hierro(II). La señal de Epc2 puede deberse a 
reducciones de especies que se forman al electrodo debido a la baja estabilidad del 
compuesto de hierro(II) en disolución. 
4.4.4 Electroquímica del compuesto [FeIIbztpenOH]BФ4 ( 7 ) 
Se preparó una disolución 1.01 mM del compuesto ( 7 ) disolviendo 4.1 mg 
(5 mol) en 5 mL de acetona a la cual se le se le adicionaron 0.191 g (0.5 mmol) de 
(C4H9)4NPF6 empleado como electrolito soporte. Se obtuvieron los voltamperogramas a 
una velocidad de barrido de 100 mV/s en una ventana de potencial de -1.0 a 1.3 V. En 
la figura 15 se observa que al iniciar el barrido de potencial en el sentido positivo hay 
dos señales de oxidación (Epa1=0.434 y Epa2=0.735 ambos en V/Fc
+-Fc), al llegar al 
valor de E+ e invertir el sentido del barrido de potencial, se aprecian dos señales de 
reducción (Epc1=0.368 V/Fc
+-Fc y Epc2=0.638 V/Fc
+-Fc). Cuando se alcanza el 
potencial de E- y nuevamente se invierte el sentido del barrido de potencial no se 
observan señales de oxidación. Cuando el barrido de potencial se inicia en el sentido 
negativo no se aprecia alguna señal de reducción, cuando se alcanza el potencial de E- 
y se invierte el sentido del barrido se observan las mismas dos señales de oxidación y 
al llegar al potencial E+ e invertir el potencial se aprecian las dos señales de reducción 
Epc1 y Epc2 ya mencionadas. 
Este compuesto se propone que es de hierro(II), por el análisis elemental y 
debido a que no se observan señales de reducción al iniciar el barrido en sentido 
negativo, sin embargo, se observan dos señales de reducción en Epc1 y Epc2 con 
 
 
 
43 
 
 
intensidades muy pequeñas en comparación con las de oxidación por lo que se plantea 
que el compuesto se descompone en disolución una vez que se oxida. Ya que el 
compuesto que se forma es de hierro(III), se sugiere que esta especie es poco estable 
en disolución. 
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
E
pc1
E
pc2
E
pa1 
 
I 
(
A
)
E (V/Fc
+
-Fc)
E
pa2
Figura 15. Voltamperográmas cíclicos típicos del compuesto ( 7 ) obtenidos en una 
disolución 0.1 M de ((C4H9)4NPF6) en acetona sobre un electrodo de carbón vítreo de 
3 mm de diámetro, empleando un electrodo de cuasireferencia de Ag-AgCl (s) en una 
disolución 0.1 M de (C4H9)4NCl en acetona, un electrodo auxiliar de platino con una 
disolución de 0.1 M de ((C4H9)4NPF6). Se obtuvieron los voltamperogramas en el 
sentido catódico () y anódico () a una velocidad de barrido de 100 mV/s 
 
 
 
 
44 
 
 
Para intentar explicar el comportamiento de la descomposición, se usarán 
algunas similitudes de las señales para el compuesto ( 7 ) con las observadas para los 
compuestos ( 6 ) y ( 8 ). Se sugiere que al oxidarse el compuesto de hierro(II) se forma 
un compuesto similar al compuesto ( 8 ), ya que las señales Epa2 (compuesto ( 7 )) y 
Epa3 (compuesto ( 8 )), son muy parecidas, constan de una señal pequeña seguida de 
una señal grande, con una diferencia de potencial entre ellas de aproximadamente 0.3 
V. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 16. Esquema de posibles especies que se podrían formar en disolución del 
compuesto ( 7 ). 
Se plantea una oxidación concertada de dos centros metálicos de hierro(II) a 
hierro(III) por un átomo de oxígeno que permanece coordinado en forma de puente para 
e- 
e- 
OH- OH- 
 
 
 
45 
 
 
formar un compuesto similar al compuesto ( 8 ). O bien que la oxidación del 
compuesto ( 7 ) de hierro(II) a hierro(III) presenta la coordinación de un hidroxilo al 
centro metálico (por ser más ácido el ion de FeIII) y la consecuente descoordinación de 
una piridina, por lo que la segunda señal de oxidación (Epa2) que se observa podría 
atribuirse a la oxidación del ligante Bztpen, esto con base en que la señal Epa2 es muy 
similar a la del ligante libre. En la figura 16 se presenta un esquema mecanístico que se 
propone para explicar la formación de las especies propuestas. 
4.4.5 Electroquímica del compuesto de [Fe2
III(-O)(bztpen)2(OH)2] (BФ4)2 ( 8 ) 
Se preparó una disolución 0.99 mM del compuesto ( 8 ) disolviendo 8.2 mg 
(4.97 mol) en 5 mL de acetona y se le agregó 0.187 mg (4.9 mmol) de (C4H9)4NPF6 
empleado de electrolito soporte.Se obtuvieron los voltamperogramas a una velocidad 
de barrido de 100 mV/s en una ventana de potencial de -1.9 a 1.1 V. En la figura 17 se 
observa que al iniciar el barrido de potencial en el sentido negativo se aprecian dos 
señales de reducción (Epc1= -1.008 V/Fc
+-Fc y Epc2=-1.420 V/Fc
+-Fc), al alcanzar el 
valor de potencial E- e invertir el sentido del barrido de potencial se pueden ver tres 
picos de oxidación (Epa1=-1.197, Epa2=0.082, Epa3=0.491 todos en V/Fc
+-Fc), cuando se 
llega a un potencial E+ y se invierte el sentido del barrido de potencial nuevamente, se 
aprecian dos señales más de reducción (Epc3=0.291 Epc4=0.025 ambas en V/Fc
+-Fc). 
Cuando se inicia el barrido de potencial en el sentido positivo se aprecian primero dos 
señales de oxidación (Epa2, Epa3) y al alcanzar el potencial E+ e invertir el sentido del 
barrido de potencial se aprecian 5 señales de reducción (Epc1, Epc2, Epc3, Epc4 y Epc5=-
 0.444 V/Fc+-Fc) y cuando el potencial alcanza el valor de E- y se invierte el sentido del 
 
 
 
46 
 
 
barrido de potencial se observa la señal de oxidación Epa1. La señal de reducción Epc5 
sólo se puede apreciar al comenzar el barrido en sentido positivo. 
Se realizaron estudios de potenciales de inversión variables catódicos y anódicos 
para intentar relacionar las señales de oxidación y reducción, en él se aprecia que las 
señales de reducción Epc3 y Epc5 se pueden deber a la oxidación de la especie en Epa3, 
mientras que la señal de reducción Epc4 se puede relacionar con la oxidación de Epa2. 
Debido a que la señal Epc5 sólo se presenta en el sentido positivo, es una señal 
de reducción de una especie que se oxidó en el proceso previo. Esta señal no puede 
deberse a la reducción del hierro(III) y no se encuentra inicialmente en la disolución. 
-2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0
-20
-10
0
10
20
30
40
E
pc2
E
pc1
E
pc5
E
pc4
E
+
 
 
I (

A
)
E (V/Fc
+
-Fc)
E
-
E
pa2
E
pa3
E
pc3
E
pa1
Figura 17. Voltamperogramas cíclicos típicos del compuesto ( 8 ) obtenidos en una 
disolución de ((C4H9)4NPF6) 0.1 M en acetona sobre un electrodo de carbón vítreo de 
3 mm de diámetro, empleando un electrodo de cuasieferencia de Ag-AgCl (s) en una 
 
 
 
47 
 
 
disolución 0.1 M de (C4H9)4NCl en acetona, un electrodo auxiliar de platino con una 
disolución de 0.1 M de ((C4H9)4NPF6). Se obtuvieron los voltamperogramas en el 
sentido catódico () y anódico () a una velocidad de barrido de 100 mV/s. 
 
En este compuesto se propone que posee dos átomos de hierro(III), por lo que 
se sugiere que la señal Epc1 puede ser la reducción del primer átomo de hierro mientras 
que la señal Epc2 puede deberse a la reducción del segundo átomo de hierro. O bien 
que la reducción del primer átomo de hierro(III) produce la ruptura de la molécula para 
formar una especie de hierro(III) que se reduce a un potencial más negativo. 
Tabla 6. Señales de los potenciales de reducción de los compuestos sintetizados y el 
ligante Bztpen. 
Señales de potencial Epc1 Epc2 Epc3 Epc4 Epc5 
( 1 ) -0.345 - - - - 
( 2 ) -0.235 -0.359 -0.887 0.023 - 
( 3 ) -0.275 -0.361 -0.885 0.076 - 
( 4 ) -0.234 -0.342 -0.868 0.081 - 
( 5 ) -0.264 -0.371 -0.887 0.067 - 
( 6 ) -0.325 -0.755 -0.999 - - 
( 7 ) 0.638 0.380 - - - 
( 8 ) -1.008 -1.420 0.291 0.025 -0.444 
Bztpen -1.137 -1.599 - - - 
 
Tabla 7. Señales de los potenciales de oxidación de los compuestos sintetizados y el 
ligante Bztpen. 
Señales de potencial Epa1 Epa2 Epa3 Epa4 
( 1 ) -0.204 0.067 0.332 - 
( 2 ) -0.881 -0.246 0.067 0.341 
( 3 ) -0.821 -0.245 0.073 0.371 
( 4 ) -0.868 -0.259 0.076 0.341 
( 5 ) -0.887 -0.234 0.065 0.373 
( 6 ) -0.470 0.102 - - 
( 7 ) 0.434 0.735 - - 
( 8 ) -1.197 0.082 0.491 - 
Bztpen -0.977 0.628 1.154 - 
 
 
 
 
48 
 
 
La señal de oxidación en el potencial Epa3 puede asignarse a una señal de 
oxidación del ligante Bztpen, ya que al estar descoordinada una piridina, se facilita la 
extracción de un electrón en el anillo aromático. La coordinación del ligante Bztpen con 
el metal desplaza las señales de potencial en comparación con el ligante libre. Esto se 
debe a que los electrones para la oxidación se encuentran menos disponibles. 
En las tablas 6 y 7 se muestran los valores característicos de los potenciales de 
reducción y oxidación de los compuestos y el ligante Bztpen libre. Se puede apreciar de 
una mejor manera la relación entre las señales en los diferentes compuestos. 
-2,0 -1,6 -1,2 -0,8 -0,4 0,0 0,4 0,8 1,2
-2
-1
0
1
2
3
4
E
+
 
 
I 
(
A
)
E (V/Fc
+
-Fc)
E
-
a
b
c
E
pa
Figura 18. Voltamperogramas cíclicos típicos obtenidos en una disolución de acetona 
0.1 M de ((C4H9)4NPF6) sobre un electrodo de carbón vítreo de 3 mm de diámetro, 
empleando un electrodo de cuasireferencia de Ag-AgCl (s) en una disolución 0.1 M de 
 
 
 
49 
 
 
(C4H9)4NCl en acetona, un electrodo auxiliar de platino con una disolución de 0.1 M de 
((C4H9)4NPF6). Se obtuvieron los voltamperogramas a una velocidad de barrido de 
100 mV/s iniciando el barrido en el sentido catódico de  a) compuesto ( 8 ), 
+++ b) compuesto ( 2 ) y  c) compuesto ( 1 ). 
 
Los compuestos ( 1 ), ( 2 ), ( 3 ) ( 4 ) y ( 5 ) presentan una señal de oxidación en 
un potencial muy parecido al observado en el compuesto ( 8 ), con estos se puede 
pensar que una de las especies que se produce al reducirse los compuestos 
monometálicos al electrodo, es una especie similar a la especie del compuesto 
bimetálico que presenta una señal de oxidación en el potencial Epa2 (véase figura 18). 
De igual manera los compuestos ( 6 ) y ( 7 ) muestran similitudes con el 
compuesto bimetálico, las señales que se observan del ligante libre se ven desplazadas 
debido a la coordinación del ligante con el centro metálico. 
4.5 Rayos X 
Las estructuras de rayos X se obtuvieron a dos temperaturas 130 y 298 K para 
los compuestos ( 2 ), ( 3 ), ( 4 ) y ( 5 ), mientras que para los compuestos ( 6 ), ( 7 ), y 
( 8 ) se obtuvo la estructura sólo a una temperatura, para los compuestos ( 6 ) y ( 8 ) se 
resolvió a 130 K mientras que para el compuesto ( 7 ) a 298 K. [16] 
Para realizar una mejor descripción del entorno de coordinación para cada 
compuesto, se analiza la estructura del ligante para identificar los diferentes fragmentos 
que se coordinan al ión metálico y diferenciarlos. Como se aprecia en la figura 19 el 
ligante Bztpen posee dos grupos picololilos unidos al nitrógeno alifático N8 en posición 
cis (etiquetados como N1 y N15) que son simétricos y otro nitrógeno alifático etiquetado 
 
 
 
50 
 
 
como N18, que se une por medio de un grupo etileno con N8, a éste a su vez se unen un 
grupo picolilo (etiquetado como N32) y un grupo fenilo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
L
os compuestos ( 2 ), ( 3 ), ( 4 ) y ( 5 ) presentan el mismo grupo espacial Pbca en un 
sistema cristalino ortorrómbico a 130 y 298 K. Se puede apreciar en la figura 20 las 
estructuras de rayos X de estos compuestos y en todos los casos el átomo de hierro(III) 
está coordinado a los 5 átomos de nitrógenos del ligante Bztpen, el nitrógeno alifático 
que se encuentra unido a los dos picolilos (N8) se coordina en un vértice axial al plano 
que forman los otros cuatro nitrógenos del ligante, o bien en posición trans a el último 
Figura 19. Estructura del ligante Bztpen con los nitrógenos numerados. 
 
 
 
51 
 
 
sitio de coordinación que lo ocupa el ligante monodentado OR correspondiente, 
adquiriendo una geometría de un octaedro distorsionado. Todos los compuestos 
presentan dos contraiones de hexafluorofosfato. La información característica de la red 
y la celda se encuentran en las tablas 8 y 9. 
 
a 
 
b 
 
 
c 
 
 
 
52 
 
 
d 
Figura 20. Esquema de la estructura de rayos X rojo=O, naranja claro=P, azul=N, 
gris=C, naranja=Fe, verde=F, los hidrógenos no se presentan para simplificar la 
representación. a) compuesto ( 2 ), b) compuesto ( 3 ), c)compuesto ( 4 ) y d) 
 compuesto ( 5 ). 
 
El compuesto ( 6 ) 
presenta un grupo espacial P-1 y 
un sistema cristalino triclínico a 
130 K. En la estructura de rayos X 
del compuesto (véase figura 21), 
el ligante Bztpen se coordina sólo 
por 4 nitrógenos al hierro(III), los 
dos nitrógenos alifáticos (N8 y 
N18) en posición cis y dos de los 
nitrógenos correspondientes a las 
piridinas (N32 y N1) en posición 
trans dejando el N15 de una 
piridina descoordinado, en 
posición cis se coordinan dos hidroxilos al átomo central y posee un contraión de 
hexafluorofosfato para completar la carga. La información característica de la red y la 
celda se encuentran en la tabla 8. 
El compuesto ( 7 ) presenta un grupo espacial P21/n y un sistema cristalino 
monoclínico a 298 K. En la figura 22 se aprecia que el átomo central de hierro se 
encuentra rodeado del ligante Bztpen de igual manera que para los compuestos ( 2 ), 
Figura 21. Esquema de la estructura de rayos X del 
compuesto ( 6 ) Rojo=O, naranja claro=P, azul=N, 
gris=C, naranja=Fe, verde=F. Los hidrógenos no se 
presentan para simplificar la representación. 
 
 
 
53 
 
 
( 3 ), ( 4 ) y ( 5 ) con los cinco nitrógenos del ligante Bztpen coordinados y con el ligante 
OH coordinado en el sexto lugar de coordinación, este compuesto posee un contraión 
de tetrafenilborato, que es de mayor tamaño que el utilizado para los compuestos de 
hierro(III), lo cual puede permitir que se estabilice el compuesto de hierro(II). La 
información característica de la red y la celda se encuentran en la tabla 9. 
 
El compuesto ( 8 ) presenta un grupo espacial Aba2 con un sistema ortorrómbico 
a 130 K. Se observa en la figura 23 que el catión del compuesto ( 8 )2+ posee una 
estructura simétrica con dos átomos de hierro unidos por medio de un oxígeno (grupo 
oxo), cada átomo de hierro presenta al ligante Bztpen coordinado por cuatro nitrógenos 
de manera similar al compuesto ( 6 ) dejando descoordinado uno de los nitrógenos (N15) 
correspondiente a una piridina que se une a otro picolilo por medio de un nitrógeno 
alifático (N8), en este lugar se encuentra coordinado un hidroxilo que está en posición 
Figura 22. Esquema de la estructura de rayos X del compuesto ( 7 ). Rojo=O, 
rosa=B, azul=N, gris=C, naranja=Fe. Los hidrógenos no se presentan para 
simplificar la representación. 
 
 
 
54 
 
 
cis al oxígeno que funciona como puente oxo para unir los dos centros metálicos. La 
información de la red y la celda se encuentran en la tabla 8. 
 
Tabla 8. Datos de cristalografía de los compuestos ( 2 ), ( 3 ), ( 4 ), ( 5 ) y ( 8 ) a . 
Datos\Compuestos ( 2 ) ( 3 ) ( 4 ) ( 5 ) ( 6 ) ( 8 ) 
Masa molecular 800.38 814.4 828.42 842.45 658.39 1647.24 
Grupo espacial Pbca Pbca Pbca Pbca P-1 Aba2 
a [Å] 16.987(3) 17.873(4) 17.982(10) 18.306(4) 10.004(10) 19.505(4) 
b [Å] 19.254(3) 18.877(4) 18.766(7) 19.169(5) 11.659(12) 20.972(4) 
c [Å] 19.296(4) 19.585(4) 19.768(10) 19.707(5) 13.914(12) 20.747(5) 
α [°] 90 90 90 90 66.182(9) 90 
β [°] 90 90 90 90 78.837(8) 90 
 [°] 90 90 90 90 67.805(9) 90 
V [Å3] 6310.8(2) 6607.5(2) 6670.5(6) 6915.7(3) 1373.1(3) 8487.0(3) 
Z 8 8 8 8 2 4 
T [K] 130(2) 130(2) 130(2) 130(2) 130 100 
D calc.(gcm
-3
) 1.685 1.637 1.650 1.618 1.592 1.289 
µ [mm
-1
] 0.685 0.655 5.472 5.288 5.650 0.402 
Tamaño del cristal (mm) 0.6x0.2x0.1 0.6x0.4x0.4 0.3x0.3x0.2 0.2x0.2x0.2 0.4x0.2x0.2 0.6x0.5x0.2 
 intervalo (°) 3.37-26.06 3.49-26.05 4.07-68.34 4.02-68.11 -68.090 3.45-26.06 
Reflexión total 52176 30619 43446 27699 4955 7734 
Reflexión independiente 6230 6514 6049 6309 4334 6300 
Dato/restricciones/parámetro 6230/0/443 6514/0/452 6049/0/462 6309/0/470 6309/0/378 6300/1/537 
Figura 23. . Esquema de la estructura de rayos X del catión del compuesto ( 8 )2+ 
Rojo=O, naranja=Fe, azul=N, gris= C. Los hidrógenos no se presentan para simplificar 
la representación. 
 
 
 
55 
 
 
R1 0.0420 0.0481 0.0584 0.0337 0.0464 0.0343 
wR2 0.1149 0.1010 0.1228 0.0914 0.1271 0.0902 
max (eÅ-3) 0.976 0.862 0.446 0.382 0.614 0.347 
min (eÅ-3) -0.626 -0.509 -0.494 -0.443 -0.700 -0.261 
 
Tabla 9. Datos de cristalografía de los compuestos ( 2 ), ( 3 ), ( 4 ), ( 5 ), ( 6 ) y ( 7 ) 
 
Factor\Compuesto ( 2 ) ( 3 ) ( 4 ) ( 5 ) ( 7 ) 
Masa molecular 800.38 814.4 827.42 842.45 815.64 
Grupo espacial Pbca Pbca Pbca Pbca P21/n 
a [Å] 17.3549(4) 17.991(3) 18.3097(4) 18.4795(9) 9.5727(7 
b [Å] 19.2135(5) 19.169(13) 19.079(5) 19.564(3) 24.729(16) 
c [Å] 19.7590(5) 19.929(11) 20.128(5) 19.988(11) 20.382(13) 
α [°] 90 90 90 90 90.00 
β [°] 90 90 90 90 90.56(6) 
 [°] 90 90 90 90 90.00 
V [Å3] 6588.6(3) 6872.9(12) 7031.6(3) 7222.9(11) 4824.8(6) 
Z 8 8 8 8 4 
T [K] 298 298(2) 298(2) 298(2) 298(2) 
Dcalc. 1.614 1.574 1.563 1.549 1.121 
µ [mm
-1
] 0.656 0.630 5.191 0.602 0.352 
Tamaño del cristal (mm) 0.7x0.2x0.1 0.6x0.3x0.4 0.4x0.2x0.3 0.2x0.3x0.2 
 intervalo (°) 3.34-26.00 3.44-26.09 4.00-68.11 3.41-26.09 3.34-26.31 
Reflexión total 6512 20157 46834 34616 37443 
Reflexión independiente 3967 6774 6406 7151 9516 
Dato/restricciones/parámetro 6512/0/443 6774/42/452 6406/0/456 7151/114/466 9516/0/532 
R1 0.0717 0.0758 0.0546 0.0546 0.1137 
wR2 0.2496 0.1869 0.1229 0.1229 0.2641 
max (eÅ-3) 0.190 0.659 0.493 0.344 0.3127 
min (eÅ-3) -0.072 -0.426 -0.419 -0.391 -0.250 
 
El factor R1 que se observa en las tablas 10 y 11, se puede calcular de la 
siguiente manera: 1=Σ[|| |-|Fc||]/|Fc|, siendo Fo el factor de estructura observado y 
Fc el factor de estructura calculado. Esto indica que tan diferente es el espectro 
calculado del observado, si este tiene un valor mayor a 0.1 no es muy confiable la 
estructura propuesta pues implica que el patrón de difracción difiere un 10 % del 
observado. En este caso todos los compuestos tienen un valor de R1 menor a 0.07 a 
298 K, mientras que a 130 K el valor R1 es menor a 0.04, con excepción del 
compuesto ( 7 ) que tiene un valor de 0.114 a 298 K. Esto muestra que se puede confiar 
 
 
 
56 
 
 
en la mayoría de las estructuras de rayos X pues difieren menos de un 10 % del 
espectro observado. 
Los compuestos ( 2 ), ( 3 ), ( 4 ), ( 5 ) y ( 7 ) tienen coordinados cinco nitrógenos 
del ligante Bztpen dos alifáticos (N8, N18) y tres correspondientes a piridinas (N1, N15, 
N32). Las distancias de enlace entre los nitrógenos y el hierro son menores para los 
nitrógenos de piridinas con una diferencia de alrededor de 0.11 Å en comparación con 
los nitrógenos alifáticos a 298 K, mientras que la diferencia es de alrededor de 0.07 Å a 
130 K, esto coincide con lo informado para compuestos similares donde disminuye la 
distancia con la temperatura y son mayores para lo nitrógenos alifáticos. [1] [3] [21] [27] 
Tabla 10. Distancias de enlace entre el centro metálico y los átomos donadores de los 
ligantes de los compuestos ( 2 ), ( 3 ), ( 4 ), ( 5 ), ( 6 ) y ( 8 ) a . 
Distancia\Compuesto ( 2 ) ( 3 ) ( 4 ) ( 5 ) ( 6 ) ( 8 ) 
Fe-N1 1.981 1.975 1.961 1.961 2.112 2.152 
Fe-N8 2.050 2.038 2.032 2.037 2.230 2.276 
Fe-N15 1.983 1.972 1.971 1.981 - - 
Fe-N18 2.072 2.057 2.042 2.044 2.256 2.286 
Fe-N32 2.004 1.993 1.979 1.980 2.144 2.150 
Fe-O1 1.790 1.804 1.801 1.800 1.843 1.855 
Fe-O2 - - - - 1.832 1.7907 
Fe-N(promedio) 2.018 2.007 1.9970 2.001 2.185 2.216 
Fe-L(promedio) 1.980 1.973 1.9643 1.967 2.174 2.085 
 3.14 2.78 2.70 2.68 4.43 4.26 
 
Tabla 11. Distancia de enlace entre el centro metálico y los átomos donadores de los 
ligantes de los compuestos ( 2 ), ( 3 ), ( 4 ), ( 5 ) y ( 7 ) a 298 K. 
Distancia\Compuesto ( 2 ) ( 3 ) ( 4 ) ( 5 ) ( 7 ) 
Fe-N1 2.101 2.091 2.077 2.045 2.178 
Fe-N8 2.217 2.198 2.194 2.166 2.282 
Fe-N15 2.106 2.079 2.083 2.058 2.170 
Fe-N18 2.213 2.180 2.173 2.143 2.291 
Fe-N32 2.136 2.126 2.125 2.092 2.223 
Fe-O1 1.789 1.787 1.781 1.782 1.899 
 
 
 
57 
 
 
Fe-O2 - - - - - 
Fe-N(promedio) 2.1546 2.1348 2.1304 2.1008 2.2288 
Fe-L(promedio) 2.094 2.077 2.072 2.048 2.069 
 3.81 3.53