Sntesis-y-caracterizacion-de-ligantes-tipo-bases-de-Schiff-y-sus-compuestos-de-coordinacion-con-COII-con-posible-actividad-biologica

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO 
FACULTAD DE QUÍMICA 
 
 
 
SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE LIGANTES TIPO 
BASES DE SCHIFF Y SUS COMPUESTOS DE 
COORDINACIÓN CON CO(II) CON POSIBLE ACTIVIDAD 
BIOLÓGICA. 
 
 
 
 
 
 
T E S I S 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE 
QUÍMICO 
 
 
 
 
PRESENTA 
ADRIANA PAMELA SÁNCHEZ NERY 
 
 
 
 
 
 
 MÉXICO, CDMX. 2016 
 
 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
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	 2	
 
JURADO ASIGNADO: 
 
PRESIDENTE: Profesor: Dra. Lena Ruiz Azuara 
VOCAL: Profesor: M. en C. José Manuel Méndez Stivalet 
SECRETARIO: Profesor: Dr. José Federico del Río Portilla 
1er. SUPLENTE: Profesor: Dr. Armando Marín Becerra 
2° SUPLENTE: Profesor: Dra. Claudia Paola Gómez Tagle 
 
 
SITIO DONDE SE DESARROLLÓ EL TEMA: 
LABORATORIO 210 . DEPARTAMENTO DE QUÍMICA INORGÁNICA Y 
NUCLEAR. UNIDAD DE POSGRADO. FACULTAD DE QUÍMICA. UNAM 
 
 
ASESOR DEL TEMA: _______________________ 
DRA. LENA RUIZ AZUARA 
 
 
SUSTENTANTE : _______________________ 
 ADRIANA PAMELA SÁNCHEZ NERY 
 
 
 
 
 
 
 
	
	 3	
Tabla	de	contenido	
Abreviaturas	..................................................................................................................	5	
Introducción	................................................................................................................	7	
1. Antecedentes	..........................................................................................................	8	
1.1	Química	del	cobalto	................................................................................................................................................	8	
1.1.1	Bioquímica	del	cobalto	...................................................................................................................................	12	
1.2	Bases	de	Schiff	.......................................................................................................................................................	14	
1.2.1	Ligantes	tipo	Salen	y	Salpen	.........................................................................................................................	16	
1.2.2	Compuestos	de	Co(Salen)	..............................................................................................................................	17	
2. Hipótesis	...............................................................................................................	21	
3. Objetivos	...............................................................................................................	21	
3.1	Objetivo	General	...................................................................................................................................................	21	
3.2	Objetivos	particulares	........................................................................................................................................	22	
4. Desarrollo experimental	......................................................................................	22	
4.1	Reactivos.	.................................................................................................................................................................	23	
4.2	Síntesis	de	los	ligantes	.......................................................................................................................................	24	
4.3	Síntesis	de	los	compuestos	con	Co(II).	........................................................................................................	25	
4.4	Caracterización.	....................................................................................................................................................	25	
4.4.1	Espectroscopía	de	infrarrojo	.......................................................................................................................	25	
4.4.2	Espectroscopia	de	ultravioleta	visible	.....................................................................................................	26	
4.4.3	Conductividad	.....................................................................................................................................................	26	
4.4.4	Susceptibilidad	magnética	............................................................................................................................	26	
4.4.5	Análisis	elemental.	............................................................................................................................................	27	
4.4.6	Espectrometría	de	masas.	.............................................................................................................................	27	
4.4.7	Voltamperometría	cíclica.	.............................................................................................................................	27	
5. Resultados y Discusión	......................................................................................	28	
5.1	Síntesis	de	ligantes	..............................................................................................................................................	28	
5.2	Síntesis	de	compuestos	de	coordinación	con	Co(II)	.............................................................................	29	
5.3	Caracterización	por	Espectroscopía	de	infrarrojo	.................................................................................	30	
5.4	Análisis	elemental	................................................................................................................................................	34	
	
	 4	
5.5	Caracterización	por	UV-Vis	..............................................................................................................................	36	
5.5.1	Caracterización	por	UV-Vis	en	disolución	..............................................................................................	37	
5.5.2	Caracterización	por	UV-Vis	en	sólido	.......................................................................................................	38	
5.6	Susceptibilidad	Magnética.	..............................................................................................................................	43	
5.8	Resonancia	magnética	nuclear.	......................................................................................................................	47	
5.8.1	Resonancia	magnética	nuclear	de	hidrógeno	–	RMN	1H	.................................................................	48	
5.8.2	Resonancia	magnética	nuclear	de	13C	-	RMN	13C	................................................................................	52	
5.9	Espectrometría	de	masas	.................................................................................................................................	54	
5.10	Voltamperometría	cíclica	...............................................................................................................................	57	
5.11	Efecto	del	sustituyente	del	anillo	aromático	en	las	propiedades	de	los	compuestos.	.........	64	
6. Conclusiones	........................................................................................................	70	
7. Bibliografía	............................................................................................................	72	
Anexo 1......................................................................................................................	74	
Espectros	de	IR	.............................................................................................................................................................	74	
Anexo 2	......................................................................................................................	84	
Espectros	de	UV-Vis	en	disolución	.......................................................................................................................	84	
Anexo 3	......................................................................................................................	89	
Espectros	de	UV-Vis-VIR	en	sólido	......................................................................................................................	89	
Anexo	4	........................................................................................................................	94	
Espectros	de	Resonancia	Magnética	Nuclear	1H,	13C,	COSY,	HSQC.	........................................................	94	
Anexo	5	.......................................................................................................................	114	
Espectros	de	masas	..................................................................................................................................................	114	
Anexo	6	.......................................................................................................................	118	
Voltamperogramas	..................................................................................................................................................	118	
	
 
 
 
 
	
	 5	
Abreviaturas		
5-Cl-Salen N,N´- bis(5-clorosalicilideno)etilendiamina 
5-Cl-Salpen N,N´- bis(5-clorosalicilideno)propilendiamina 
5-Me-Salen N,N´- bis(5-metilsalicilideno)etilendiamina 
5-Me-Salpen N,N´- bis(5-metilsalicilideno)propilendiamina 
5-MeO-Salen N,N´- bis(5-metoxisalicilideno)etilendiamina 
5-MeO-Salpen N,N´- bis(5-metoxisalicilideno)propilendiamina 
5-NO2-Salen N,N´- bis(5-nitrosalicilideno)etilendiamina 
5-NO2-Salpen N,N´- bis(5-nitrosalicilideno)propilendiamina 
ADN Ácido desoxiribonucléico 
Atm Atmósferas 
C4v Geometría pirámide de base cuadrada 
CHCl3 Cloroformo 
Cl Cloro 
Cm Centímetros 
Co(5-Cl-Salen) [N,N´-etileno-bis(5-clorosalicilideneiminato)] cobalto (II) 
Co(5-Cl-Salpen) [N,N´-propileno-bis(5-clorosalicilideneiminato)] cobalto (II) 
Co(5-Me- Salen) [N,N´-etileno-bis(5-metilsalicilideneiminato)] cobalto (II) 
Co(5-Me-Salpen) [N,N´-propileno-bis(5-metilsalicilideneiminato)] cobalto (II) 
Co(5-MeO-Salen) [N,N´-etileno-bis(5-metoxisalicilideneiminato)] cobalto (II) 
Co(5-MeO-Salpen) [N,N´-propileno-bis(5-metoxisalicilideneiminato)] cobalto (II) 
Co(5-NO2-Salen) [N,N´-etileno-bis(5-nitrosalicilideneiminato)] cobalto (II) 
Co(5-NO2-Salpen) [N,N´-propileno-bis(5-nitrosalicilideneiminato)] cobalto (II) 
Co(Salen) [N,N´-etileno-bis(salicilideneiminato)] cobalto (II) 
Co(Salpen) [N,N´-propileno-bis(salicilideneiminato)] cobalto (II) 
COSY Correlated Spectroscopy 
CuSalen [N,N´-etileno-bis(salicilideneiminato)] cobre (II) 
D4h Geometría cuadrada plana 
DMF Dimetilformamida 
DMSO Dimetilsulfóxido 
E½ Potencial de media onda 
Epa Potencial de pico anódico 
Epc Potencial de pico catódico 
H Hidrógeno 
Salen N,N´-bis (salicilaldehido)etiliendiamina 
HSQC Heteronuclear Simple Quantum Coherence 
Ipa Corriente de pico anódico 
Ipc Corriente de pico catódico 
IR Infrarrojo 
K Grados Kelvin 
L Litro 
	
	 6	
M Molaridad 
M Multiplete 
MB Magnetones de Bohr 
Me Metil 
MeO Metoxi 
mmol Milimol 
mV Milivolt 
N Nitrógeno 
nm Nanometros 
NO2 Nitro 
O Oxígeno 
º C Grados Celsius 
Oh Geometría octaédrica 
OH Hidroxi 
ppm Partes por millón 
q quintuplete 
RMN Resonancia magnética nuclear 
s Segundo 
S Singulete 
Td Triplete doble 
UV-vis Ultravioleta visible 
V Velocidad de barrido 
ΔC.P Delta de campo cristalino 
ΔE Diferencia de potencial 
ε Coeficiente de absortividad molar 
λ Longitud de onda 
 
	
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
	
	 7	
Introducción 
	
La condensación de aminas primarias con aldehídos da lugar a las bases de 
Schiff. En años recientes, ha habido gran interés en la química de los compuestos 
de coordinación de metales de transición con bases de Schiff debido a sus 
múltiples aplicaciones. 
Estos compuestos funcionan como catalizadores en la industria de polímeros, en 
la producción de colorantes, y son de interés debido a sus aplicaciones en la 
medicina. Igualmente, las bases de Schiff se han utilizado como catalizadores 
para diversas reacciones y como modelos biológicos para comprender las 
estructuras de biomoléculas y procesos biológicos. En el equipo de Lv y Liu de la 
Universidad de Nankai realizaron estudios y llegaron a la conclusión de que 
algunos fármacos incrementan su actividad como compuestos de coordinación 
con metales de transición ya que sus interacciones con el ADN se modifican. Se 
ha reportado que algunas bases de Schiff actúan como inhibidores del crecimiento 
tumoral, como son los compuestos de coordinación con metales divalentes como 
Co(II), Ni(II) y Cu(II). (Lv, Liu, Wang, Lium, & Wang, 2006) 
Los iones de cobalto(II) forman compuestos de coordinación con las bases de 
Schiff en una geometría cuadrada plana, los cuales son capaces de unirse de 
forma reversible de oxígeno molecular (Pui, Policar, & Mahy, 2007). Debido a esto, 
los compuestos de coordinación de cobalto son altamente selectivos en 
reacciones de oxidación catalítica usando oxígeno molecular. En reacciones de 
catálisis, el efecto estérico y electrónico son determinantes de la actividad. Estos 
efectos se pueden modificar con los sustituyentes presentes en la molécula 
estudiada y así provocar un cambio en el potencial de media onda. (Pui, Policar, & 
Mahy, 2007) 
 
Los ligantes tipo Salen y Salpen son bases de Schiff derivadas de la condensación 
con salicilaldehido con etilendiamina y 1,3-propilendiamina respectivamente. 
 
	
	 8	
En el presente trabajo se pretende investigar los efectos estéricos y electrónicos 
de los compuestos de coordinación de Salen y Salpen con cobalto(II); al cambiar 
los sustituyentes en posición axial se observaron cambios en el potencial de media 
onda (Greenwood & Earnshaw, 2005) se pretende hacer un estudio modificando 
los sustituyentes en la posición 5 del anillo aromático, así como el efecto que tiene 
el tamaño de la cadena de la diimina. Los sustituyentes seleccionados son 
electroatractores o electrodonadores y son : -H, -Me, -OMe, -Cl, -NO2. 
1. Antecedentes 
1.1 Química del cobalto 
 
El cobalto es un elemento poco abundante en la corteza terrestre, se encuentra 
alrededor de 29 ppm y se conocen más de 200 minerales que contienen cobalto, 
sin embargo muy pocos de ellos tienen un valor comercial. Los minerales más 
importantes son la Esmaltina, CoAs2, la cobaltina, CoAsS, y la linneita Co3S4. 
Generalmente, la producción de cobalto es un producto secundario a la obtención 
de cobre y níquel; el uso principal que se le da al cobalto es en la producción de 
químicos para la industria de la cerámica y la pintura. 
Los compuestos de cobalto se utilizan también en la catálisis en reacciones 
orgánicas donde la reacción de hidrogenación y deshidrogenación son los más 
importantes. 
Entre otros usos del cobalto se encuentra la manufactura de aleaciones 
magnéticas llamadas “Alnico” que contienen aluminio, níquel y zinc; estos son 25 
veces mas poderosos que un imán de acero. (Greenwood & Earnshaw, 2005) 
 
Los números de oxidación mas comunes del cobalto son +2 y +3. El Co(III) existe 
en muy pocas sales simples y éstas son muy inestables. Sin embargo el Co(III) 
supera al Co(II) en el número de compuestos de coordinación que estos puede 
formar, especialmente con aquellos ligantes que contienen un nitrógeno donador. 
El cobalto(II) presenta una configuraciónd7, éste se presenta en compuestos 
	
	 9	
tetraédricos, cuadrados planos, piramidales cuadrados, bipiramidales trigonales, y 
octaédricos. Los compuestos de coordinación que predominan son los 
compuestos tetraédricos, especialmente con ligantes voluminosos. (Casas, 
Moreno, Sánchez, Sánchez, & Sordo, 2002) 
 
Tabla 1.1 Eº para algunos pares Co(III)/Co(II) en disolución ácida. (Greenwood & 
Earnshaw, 2005) 
 
 
En la tabla 1.1 se muestran los potenciales de reducción del Co(III)/Co(II). Se 
puede observar que para los ligantes NH3, en y bipy entre mayor es el valor de 
desdoblamiento ∆o que generan campos más fuertes, el Eo es mayor. 
 
El Co(II) tiene una configuración electrónica [Ar] 3d7 con un estado fundamental 
para 4T1g (F) para la geometría octaédrica Oh y 4A2 para una geometría tetraédrica 
en la figura 1.1 se muestra en diagrama de los niveles de energía para 
compuestos octaédricos. 
[Co(H2O)6]3+ + e- [Co(H2O)6]2+ 1.83
[Co(C2O4)3]3- + e- [Co(C2O4)3]4- 0.57
 [Co(edta)]- + e- [Co(edta)]2- 0.37
[Co(bipy)3]3+ + e- [Co[(bipy)3]2+ 0.31
 [Co(en)3]3+ + e- [Co(en)3]2+ 0.18
[Co(NH3)6]3+ + e- [Co(NH3)6]2+ 0.108
Pares redox Eo/V
	
	 10	
 
Figura 1.1 Esquema de términos espectroscópicos para un compuesto de Co(II) en 
campos octaédricos. (Sutton, 1975) 
 
En el diagrama anterior se observa que del estado fundamental puede haber un 
cambio de alto espín y bajo espín, lo que explica la existencia de complejos Oh de 
campo débil y de campo fuerte. (Sutton, 1975) 
Para los compuestos de coordinación de alto espín se esperan tres transiciones 
permitidas por las reglas de espín: 4T1gà4T2g, 4T1gà4A2g y 4T1gà4T1g 
En los compuestos de alto espín que tienen distorsión tetragonal se produce la 
división de los niveles energéticos: 4T1g (F) en 4Eg+4A2g, 4T2g(F) en 4Eg+4B2g y 
4T1g(P) en 4A2g+4Eg 
2G
4P
4F
2Eg
4T1g(F) (t2g5eg2)
4T2g
4A2g(F) (t2g3eg4)
4T1g(P)
Δo
	
	 11	
 
Figura 1.2. Diagrama esquemático de términos espectroscópicos para una configuración 
D4h de un d7 (Sutton, 1975) 
 
En el diagrama se observa que hay 6 transiciones y todas ellas son permitidas, en 
cambio cuando se tiene un compuesto de Co(II) de bajo espín, el estado 
fundamental es 2Eg, y por lo tanto se debe esperar una distorsión de Jahn Teller. 
En estos se observan solamente dos transiciones: 2A1g(2Eg)à 2Eg(T2g) y 
2A1g(2Eg)à 2T1g(2A2g+2Eg) como se muestra en la figura 1.3 para los compuestos 
que tienen un campo fuerte para producir el apareamiento de espín de Co(II) 
tienden a presentar geometrías pentacoordinadas en lugar de hexacoordinadas. 
 
Figura 1.3 Diagrama esquemático de términos espectroscópicos para una configuración 
D4h de un d7 de un compuesto de bajo espín 
	
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1.1.1 Bioquímica del cobalto 
 
El cobalto realiza funciones biológicas específicas y difíciles en medios biológicos; 
estas funciones son esenciales para los seres humanos quienes necesitan la 
ingestión de 3 µg/día. 
La vitamina B12 es una coenzima con un número grande de procesos bioquímicos 
en el cuerpo humano donde el componente central es el cobalto. El proceso más 
importante que es realizado por la vitamina B12, en el cuerpo humano, es la 
formación de eritrocitos (células rojas de la sangre) (Greenwood & Earnshaw, 
2005). Las enzimas que dependen de la coenzima B12 actúan como mutasas, 
eliminasas, aminomutasas o ribonucleótido reductasa. 
 
Existe otro grupo de metaloproteinas que contiene el metal y no se derivan de la 
vitamina B12. Estas se encuentran principalmente en algas o bacterias y tienen 
funciones como hidrólisis, incorporación de cobalto, transferencia de carboxilos y 
transporte de electrones. (Casas, Moreno, Sánchez, Sánchez, & Sordo, 2002) 
 
La vitamina B12 tiene una estructura parecida al anillo porfirínico de la 
hemoglobina donde pierde un –CH= en dos anillos de la porfirina formando un 
anillo de corrina. La vitamina B12 está coordinada a este anillo de corrina por 
medio de su unión a cuatro átomos de nitrógeno; en la quinta posición está 
coordinado a un nitrógeno de un pseudonucleótido complejo, el 5,6-
dimetilbencimidazol y en la sexta posición está coordinado al carbono alfa de una 
5’-deoxiadenosina o a diferentes sustituyentes que origina derivados de la 
cobalamina. En la figura 1.4 se muestra la estructura de la vitamina B12. La unión 
al carbono alfa hace a la vitamina B12 el primero, y hasta ahora, el único 
compuesto organometálico que existe naturalmente. Un humano adulto contiene 
cerca de 1 mg de cobalto en el cuerpo y una decima parte de esta se encuentra 
como derivados de la vitamina B12. (Forrellat-Barrios, Gómis-Hernandez, & 
Gautier-Gómez, 1999) 
	
	 13	
 
Figura 1.4 Estructura de la vitamina B12 
La incorporación del cobalto en un anillo de corrina modifica los potenciales de 
reducción de cobalto permitiendo tres estados de oxidación. Las reducciones son 
afectadas en la naturaleza por la ferredoxina. Este comportamiento se puede 
reproducir de manera muy simple al añadir grupos axiales en los compuestos 
cuadrados planos de Co(II) con Bases de Schiff como se muestra en la figura 
siguiente. (Greenwood & Earnshaw, 2005) Ya que se han observado cambios en 
el potencial de media onda al variar los grupos axiales en los compuestos de 
Co(II) con bases de Shiff. En la figura 1.5 (a) se presenta el Co(II) unido a un 
ligante Salen y se puede observar la semejanza con aquel derivado de la vitamina 
B12 por lo que debe modificarse el potencial de media onda de manera similar. 
	
	 14	
 
Figura 1.5 Modelo de compuestos de la vitamina B12: 
(a) Derivado de las bases de Schiff (b) cobaloxima derivado 
de la dimetilglioxima 
1.2 Bases de Schiff 
 
Las bases de Schiff son el producto de la condensación de aminas primarias y 
compuestos carbonílicos, estos fueron descubiertos por Hugo Schiff en 1864. 
La formación de las bases de Schiff (Figura 1.6) se basa en la adición nucleofílica 
de una amina al grupo carbonilo, seguida por una desprotonación del átomo de 
nitrógeno dando lugar a un intermediario de llamado carbinolamina. Este 
intermediario se deshidrata formando un doble enlace entre el átomo de carbono y 
nitrógeno. 
	
	 15	
 
Figura 1.6 Formación de una base de Schiff. 
 
La formación de iminas es reversible ya que se pueden hidrolizar para obtener los 
reactivos nuevamente. 
Las bases de Schiff también son conocidas como iminas o azometino, son 
estructuralmente análogas a una cetona o aldehído en donde el grupo carbonilo es 
reemplazado por un grupo imina o azometina (Figura 1.7)	al cual se le confiere la 
actividad biológica de las bases de Schiff pues muchos compuestos en la 
naturaleza donde el átomo de nitrógeno puede estar involucrado en la formación 
de un enlace con hidrógeno en los centros activos de los constituyentes celulares 
interfiriendo así con sus funciones y provocando la apoptosis celular. (Kajal, Bala, 
Kamboj, Sharma, & Saini, 2014) 
 
 
 
Figura 1.7 Estructura general de las Bases de Schiff 
 
Los compuestos imina tienen un amplio intervalo de propiedades como 
antitumoral, antiviral y antibacterial. Las bases de Schiff y sus compuestos de 
coordinación con metales han sido ampliamente exploradas para aplicaciones 
industriales como catalizadores para polímeros y colorantes. Las bases de Schiff 
tienen una gran facilidad para formar compuestos de coordinación con los metales 
como Ag(II), Co(II), Cu(II), Gd(II), Hg(II) Ni(II), Pb(II), Y(II) y Zn(II). 
 
R R
O
+ R'NH2
R'
N
R R
+ H2O
R N
H
R OH
R'
R1
C
R2
N
R3
R1,R2,R3= grupo alquil o aril
	
	 16	
Como modelos biológicos, las bases de Schiff ayudan a entender la estructura de 
biomoléculas y procesos biológicos que ocurren en organismos vivos. Participan 
en lafotosíntesis y en el trasporte de oxígeno en los organismos. (Brodowska & 
Lodyga-Chruscinska, 2014) 
 
Las bases de Schiff tienen propiedades antifúngicas; las infecciones por hongos 
pueden ser amenazantes para la salud debido a que no solo están limitadas a 
tejidos superficiales y son consideradas como posibles medicamentos 
antifúngicos. De igual manera, existen algunas bases de Schiff que tienen una alta 
actividad antitumoral ya que tienen la habilidad para reconstruir la hemoglobina, 
glóbulos rojos y glóbulos blancos, también llamados parámetros hematológicos. 
(Brodowska & Lodyga-Chruscinska, 2014) 
 
A pesar de que las bases de Schiff han sido estudiadas para diversas aplicaciones 
industriales y para sistemas biológicos, las bases de Schiff y sus compuestos de 
coordinación aun necesitan de investigación más profunda para proporcionar 
nueva información acerca de su actividad biológica. (Brodowska & Lodyga-
Chruscinska, 2014) 
 
1.2.1 Ligantes tipo Salen y Salpen 
 
Los ligantes Salen (N,N´-bis (salicilaldehido)etiliendiamina) y Salpen (N,N´-bis 
(salicilaldehido)propilendiamina) tienen cuatro sitios de coordinación, es un agente 
quelante cuyos átomos donadores son nitrógeno y oxígeno. Según Pearson, 
puede ser clasificada como una base dura, aunque la presencia del doble enlace 
en el grupo azometino provoca que el átomo de nitrógeno sea una base 
intermedia. Esta dualidad permite que este tipo de ligantes puedan interaccionar 
favorablemente tanto con centros metálicos considerados ácidos duros, como con 
metales de la primera serie de transición en estado de oxidación (II); considerados 
como ácidos intermedios. El ligante Salen puede actuar como una especie 
dianiónica polidentada capaz de unirse a los metales de la primera serie de 
	
	 17	
transición, abriendo las posibilidades de sintetizar una gran cantidad de 
compuestos metal-Salen, (Figura 1.8) 
 
 
Figura 1.8 Reacción de coordinación de un metal con el ligante Salen. 
 
El ligante Salen sin coordinar, presenta libre rotación y una configuración trans, 
forma puentes de hidrógeno intramoleculares, mientras que al coordinarse a un 
metal adopta la configuración cis, formando compuestos tetracoordinados de 
estructura cuadrada plana. 
El ligante Salen es un fuerte aceptor π, la presencia de anillos aromáticos 
posibilita la formación de estructuras supramoleculares mediante la formación de 
interacciones no covalentes de apilamiento π-π. 
 
1.2.2 Compuestos de Co(Salen) 
 
Los compuestos de coordinación de metales de transición con bases de Schiff 
como ligantes son de gran interés debido a las diversas aplicaciones que tienen. 
Algunos compuestos tienen la capacidad de enlazar reversiblemente oxígeno 
molecular como lo hace el complejo de Co(II) con el ligante Salen ya que los iones 
de Co(II) se coordinan con las bases de Schiff y poseen una geometría cuadrada 
plana con el ligante. Por su capacidad de enlazar reversiblemente el oxígeno, 
estos son utilizados principalmente en la catálisis selectiva en reacciones de 
oxidación utilizando oxígeno molecular. (Pui, Policar, & Mahy, 2007) 
 
La estructura del Co(Salen) ha sido previamente reportada (Johnson, et al., 2008) 
y se muestra lo obtenido en la figura 1.9. 
N N
OH OH
+ M+n
- 2 H+
N N
O O
n-2
M
	
	 18	
 
Figura 1.9 Estructura reportada del Co(Salen) 
 
La estructura muestra la presencia de un dímero. Fue asignado que los iones de 
cobalto se encontraban pentacoordinados con una estructura de una pirámide de 
base cuadrada y formando un dímero a través de un puente con el átomo de 
oxígeno. 
La base cuadrada consiste en dos donadores de nitrógeno y dos de oxígeno de un 
mismo ligante Salen. El sitio de coordinación que está en la posición apical se 
encuentra ocupado por un oxígeno de una molécula de Co(Salen) adyacente. 
 
En este mismo estudio se realizaron nanopartículas de Co(Salen) en donde 
muestra geometrías tetraédricas distorsionadas, distintas a las de Co(Salen) en 
atmósfera inerte. La diferencia en la estructura de las moléculas de Co(Salen) en 
nanopartículas es lo que les permite tener propiedades enlazantes con O2 del 
ambiente. Cuando la molécula de Co(Salen) en las nanoparticulas se coordina con 
O2, el número de oxidación del cobalto cambia de Co(II) a Co(III) como resultado 
de la transformación del dioxígeno a un puente peroxo. Este proceso de enlazarse 
al oxígeno del ambiente es reversible manteniéndose una estructura estable del 
	
	 19	
Co(Salen) durante la adsorción y desorción del O2.En la siguiente figura se puede 
observar la estructura del Co(Salen) con oxígeno 
 
Figura 1.9.1 Estructura de Co(Salen) coordinado con O2. 
 
La estructura dimérica del Co(Salen) que no se encuentra coordinada con oxígeno 
se encuentra apilada con otra molécula igual, dejando muy poco espacio para 
formar enlaces adicionales con otras moléculas, como lo es el oxígeno molecular. 
 
A pesar de que muchos compuestos de coordinación con metales promueven el 
rompimiento del ADN en presencia de cooxidantes como aquellas que contienen 
un peróxido, muy pocas se han conocido que tengan actividades de rompimiento 
en condiciones aeróbicas naturales (37ºC, pH 7.4). La propiedad que tiene el 
compuesto de Co(Salen) de enlazarse al oxígeno en disolución y en estado sólido 
le permite este rompimiento de ADN. (Santanu & Subhrangsu , 1995) 
 
En el Instituto de química molecular y materiales de Orsay, Francia (Pui, Policar, & 
Mahy, 2007), se han realizado previamente estudios sobre los compuestos de 
coordinación de cobalto(II) con el ligante Salen variando las sustituciones del anillo 
aromático con halógenos. Se observó que el potencial redox es considerado un 
parámetro importante para los procesos de transferencia de electrones y es 
O
NN
O
Co
O
N N
O
Co
O
O
Disolvente
Disolvente
O
NN
O
Co
O
O
Disolvente
Estructura 2:1 Estructura 1:1
	
	 20	
fuertemente influenciado por la naturaleza del ligante en posición axial. Cuando 
se encuentra piridina en una disolución de compuestos de coordinación de cobalto 
el potencial de media onda disminuye debido a las moléculas en posición axial ya 
que tiene un carácter básico mas fuerte y aumenta la densidad electrónica en el 
centro metálico. Esto se muestra en la figura 1.10 donde se puede observar el 
cambio en el potencial de media onda al agregar piridina. Antes de agregar la 
piridina el Co(tCldMeSalen) se encuentra bajo atmósfera de argón y su E1/2 es -0.362 V 
y al agregar la piridina su potencial se desplaza a valores menores hasta -0.380 V. 
 
 
 Figura 1.10 Voltamperograma cíclico para Co(tCldMeSalen); CCoL= 2x10-3M, en DMF, 
Velocidad de barrido= 0.1 V/s, vs un electrodo saturado de calomel. (1) inicial, bajo 
atmósfera de nitrógeno (2) después de agregar piridina Cpy=0.2M. 
 
Así mismo se reporta que la presencia de halógenos en la posición orto y para del 
anillo aromático influencian los potenciales electroquímicos por efectos 
electrónicos y estéricos. En la ausencia de piridina el potencial electroquímico se 
correlaciona a la electronegatividad de los halógenos. (Johnson, et al., 2008) 
 
	
	 21	
Los compuestos metálicos de Co(II), Ni(II) y Cu(II) con ligantes tipo bases de 
Schiff derivados de o-fenilendiamina fueron estudiados en sistemas biológicos 
para observar su actividad antimicrobial en microorganismos como E.coli, S.typhi, 
S. aureus y E. fecalis (Fasina, Ogundele, Ejiah, & Dueke-Eze, 2012). Todos los 
compuestos mostraron actividad contra los micoorganismos estudiados y el 
complejo de Co(II) mostró una mayor actividad contra los microorganismos de S. 
aureus, seguido por E.coli, S.typhi, y E. fecalis. El estudio realizado por Asina, 
T.M. reveló que el complejo de cobalto mostró una actividad moderadamente 
mayor a aquellos con Cu(II) y Ni(II) contra todos los organismos estudiados. 
Ya que se han reportado con anterioridad algunas delas características de un 
compuesto activo biológicamente con ligantes del tipo bases de Schiff se estudiará 
el efecto que tiene el sustituyente en la posición 5 del anillo aromático, así como el 
efecto que tiene la cadena de la diimina sobre la geometría para las propiedades 
electroquímicas y electrónicas de los compuestos con ligantes tipo Salen y Salpen 
coordinados con Co(II). 
2. Hipótesis 
	
La naturaleza del sustituyente en el anillo aromático modificará el ambiente 
electrónico del ion Co(II), esto tendrá influencia sobre sus propiedades 
electroquímicas y electrónicas. El tamaño de la cadena de la modificará la 
geometría que presentan los compuestos. 
3. Objetivos 
3.1 Objetivo General 
 
Sintetizar compuestos de coordinación con Co(II) con ligantes del tipo Salen y 
Salpen con sustituyentes de naturaleza electroatractora y electrodonadora en la 
posición 5 del anillo aromático. Estudiar las correlaciones estructurales y 
	
	 22	
electroquímicas en función de la naturaleza del sustituyente 5-R y el tamaño de la 
cadena en la diimina. 
 
3.2 Objetivos particulares 
 
• Sintetizar y caracterizar el ligante 5-R-Salen (donde R=H, Me, OMe, Cl, 
NO2) y sus compuestos de cobalto(II). 
• Sintetizar y caracterizar el ligante 5-R-Salpen (donde R=H, Me, OMe, Cl, 
NO2) y sus compuestos de cobalto. 
• Analizar parámetros espectroscópicos y estructurales para la predicción del 
comportamiento en función del sustituyente en la posición 5 del anillo 
aromático. 
4. Desarrollo experimental 
	
Los compuestos de coordinación que se estudian en este trabajo son los 
siguientes: 
	
Co(Salen) 
 
Co(5-Me- Salen) 
 
Co(5-OMe- Salen) 
 
Co(5-Cl- Salen) 
 
O
NN
O
Co
HH
O
NN
O
Co
CH3H3C
O
NN
O
Co
OCH3H3CO
O
NN
O
Co
ClCl
	
	 23	
Co(5-NO2- Salen) 
 
Co(Salpen) 
 
Co(5-Me- Salpen) 
 
Co(5-OMe- Salpen) 
 
Co(5-Cl- Salpen) 
 
Co(5-NO2-Salpen) 
 
4.1 Reactivos. 
 
Todos los experimentos se llevaron a cabo a temperatura ambiente ( T: 25 ºC, 1 
atm). Los aldehídos: 2-hidroxi-5-metoxibenzaldehido, 2-hidroxi-5-
metilbenzaldehido, 2-hidroxi-5-nitrobenzaldehido, 2-hidroxi-5-clorobenzaldehido 
fueron adquiridos de Aldrich Chemical Co. Mientras que el salicilaldehido fue 
adquirido de Sigma Chemical Co. La etilendiamina fue adquirida de Merck y la 1,3-
propilendiamina fue adquirida de Fluka Chemicals. Los disolventes empleados 
fueron adquiridos de Distribuidora Química Alvi. Todos los reactivos fueron 
utilizados sin purificación previa. 
 
 
 
O
NN
O
Co
NO2O2N
O
NN
O
Co
H H
O
NN
O
Co
H3C
CH3
O
NN
O
Co
H3CO
OCH3
O
NN
O
Co
Cl Cl
O
NN
O
Co
O2N
NO2
	
	 24	
4.2 Síntesis de los ligantes 
 
La síntesis se llevó a cabo a partir de la condensación de etilendiamina o 
1,3-propilendiamina con el salicilaldehído sustituido en posición 5 del anillo 
aromático con los sustituyentes: H, Me, OMe, Cl, NO2. (Figura 4.1) 
 
 
Figura 4.1. Síntesis de ligantes. 
 
El aldehído se disolvió en acetonitrilo, se agregó la etilendiamina gota a gota y se 
dejó en agitación por 5 minutos. Precipita un sólido amarillo y se realizaron 
lavados con acetonitrilo previa a la recristalización. 
 
Los disolventes en los que se realiza la recristalización varía dependiendo del 
ligante. En la Tabla 4.1 se muestra el método de recristalización que se emplea y 
los disolventes utilizados. 
 
Tabla 4.1. Tipo de recristalización y disolventes para la purificación de ligantes. 
Ligante Método de recristalización Disolventes 
Salen Par de disolventes Acetona/MeOH 
5-Cl-Salen Par de disolventes Acetona/MeOH 
5-Me-Salen Par de disolventes Acetona/MeOH 
5-MeO-Salen Par de disolventes Acetona/MeOH 
5-NO2-Salen No es soluble - 
Salpen Simple Éter de petróleo 
5-Cl-Salpen Evaporación del disolvente Acetona 
5-Me-Salpen Simple Éter de petróleo 
5-MeO-Salpen Par de disolventes Acetona/MeOH 
5-NO2-Salpen No es soluble - 
 
O
OHX
2
X: H, Me,MeO, Cl, NO2
H2N
R
NH2
+
R: CH2CH2, CH2CH2CH2
HO
NN
OH XX
R
+ 2H2O
MeCN
	
	 25	
La pureza de los ligantes se confirmó realizando cromatografía en capa fina 
utilizando como eluyente hexano en todos los casos. 
 
4.3 Síntesis de los compuestos con Co(II). 
 
Se pesó la cantidad necesaria de acetato de cobalto(II) y del ligante en cuestión 
para la síntesis. Se disuelve el Co(OAc)2.4H2O en la mínima cantidad de metanol y 
se agrega gota a gota a la disolución que contiene el ligante. La disolución cambia 
de color a café/negro, se evaporó el disolvente y de ser posible, se filtró el sólido 
obtenido. 
 
Figura 4.1. Síntesis de compuestos de coordinación. 
 
A la disolución obtenida con el compuesto de Co(Salen) y Co(5-NO2-Salen), se 
evaporó completamente el disolvente y se lavó con éter de petróleo. 
 
Todos los compuestos se lavaron con MeOH para eliminar el Acetato que no 
reaccionó y el ligante. Se realizan pruebas de cromatografía en capa fina y de 
tener impurezas se pasa el compuesto a través de una columna empacada con 
alúmina utilizando como eluyente (10:1) CH2Cl2: MeOH. 
4.4 Caracterización. 
4.4.1 Espectroscopia de infrarrojo 
 
Los espectros de IR se realizaron en un equipo Nicolet AVATAR 320 FT-IR en un 
intervalo de 4000-400 cm-1, las muestras se prepararon en pastillas de bromuro 
de potasio grado espectroscópico. 
R: CH2CH2, CH2CH2CH2
HO
NN
OH XX
X: H, Me,MeO, Cl, NO2
+
(CH3COO)2Co · 4 H2O
O
NN
O XX
Co
R
MeOH/ CH2Cl2 + 2 CH3COOH
R
	
	 26	
4.4.2 Espectroscopia de ultravioleta visible 
 
Para los ligantes, los espectros de UV-Visible se obtuvieron utilizando un 
espectrofotómetro Thermo Scientific GENESYS™ 10s-UV-Vis. Controlando la 
temperatura al realizar los análisis a 25 ºC con un accesorio Peltier (Air-Cooled) 
para GENESYS™ 10S. 
Se prepara una disolución stock de los compuestos con concentraciones de 10-2 
mol L-1 y se realizan las disoluciones pertinentes para observar bandas presentes 
hasta 10-5 mol L-1 . 
Para los compuestos de coordinación los espectros de UV-Visible se obtienen en 
sólido por el método de reflectancia difusa con un espectrofotómetro Cary 5000 
UV-Vis-NIR donde se coloca la muestra sobre un mosaico blanco cubierto con un 
portaobjetos de vidrio y se colocó en el equipo para realizar la medición. 
 
4.4.3 Conductividad 
 
Se midió la conductividad de los compuestos de coordinación de Co(II) utilizando 
un equipo de conductividad y pHmetro Jenway 4330. Se calibró el equipo 
utilizando disoluciones de KCl en concentraciones de 1.0, 0.1 y 0.01 mol L-1. 
Se prepararon disoluciones de los compuestos de coordinación en concentración 
de 1.10-2 mol L-1 y se midió la conductividad de los compuestos introduciendo la 
celda del equipo en cada disolución 
4.4.4 Susceptibilidad magnética 
 
La susceptibilidad magnética se determinó utilizando una balanza Sherwood 
Scientific con una constante C=0.9980. La preparación de muestra consiste en la 
trituración de la muestra a estudiar hasta obtener un polvo fino y homogéneo. La 
muestra molida se coloca en un tubo de cuarzo rebasando la altura 1.6cm de 
muestra; el tubo con la muestra se introduce al equipo y se registró el valor 
obtenido. 
 
	
	 27	
4.4.5 Análisis elemental. 
 
El análisis elemental para los compuestos obtenidos fue realizado por la Unidad 
de Servicios de Apoyo a la Investigación (USAI) en un Analizador Elemental 
Perkin Elmer 2400 para la determinación de CHNS 
 
4.4.6 Espectrometría de masas. 
 
La espectrometría de masas de los ligantes obtenidos fue realizada por la USAI 
donde se aplicó la técnica FAB+ de bombardeo con átomos rápidos con detección 
de iones positivos en un Espectrómetro de Masas marca Thermo, modelo DFS 
(doble sector) con entrada para sonda modelo Trace GC Ultra 
 
4.4.7 Voltamperometría cíclica. 
 
Se utilizó un equipo Biologic SP-50; los electrodos utilizados fueron : Electrodo de 
carbono vítreo como electrodo de trabajo, y como pseudorreferencia se utilizóun 
alambre de plata y un electrodo auxiliar de platino. El sistema fue referenciado con 
ferrocinio (Fc+) /ferroceno (Fc) y se utiliza un electrolito soporte hexafluorofosfato 
de tetrabutilamonio marca Aldrich. 
Se preparó una disolución con concentración de 0.1 molL-1 de electrolito soporte y 
0.001 molL-1 del ligante o compuesto de coordinación a estudiar en 10 mL de 
DMSO. 
Antes de realizar la medición, se burbujea N2 por 8 minutos para eliminar las 
señales del O2 presente en disolución. Se realizó un experimento con el 
potenciostado para obtener la caída óhmica del sistema y se compensa en cada 
barrido. 
Los voltamperogramas se realizaron a diferentes velocidades de barrido: 100, 150, 
200, 400, 500, 700, 900 y 1000 mV s-1 en el sentido anódico y catódico si era 
necesario. 
	
	 28	
5. Resultados y Discusión 
	
Se llevó a cabo la síntesis de 5 ligantes del tipo Salen y 5 ligantes del tipo Salpen 
y sus correspondientes compuestos de coordinación con cobalto. Se realizó la 
caracterización utilizando las siguientes técnicas espectroscópicas y 
electroquímicas: 
 
o Espectroscopia de infrarrojo 
o Análisis elemental 
o Espectroscopia de UV Visible en disolución 
o Espectroscopia de UV-Visible en estado sólido 
o RMN monodimensional (13C y 1H) y bidimensional (HSQC y COSY) 
o Espectrometría de masas 
o Susceptibilidad magnética 
o Voltamperometría cíclica 
o Conductividad 
 
5.1 Síntesis de ligantes 
	
Se realizó la síntesis de todos los ligantes tipo Salen y Salpen variando el 
sustituyente en posición 5 del anillo aromático. En todos los casos se obtuvieron 
cristales color amarillo. En la Tabla 5.1 se reportan los rendimientos obtenidos: 
 
Tabla 5. 1 Rendimiento obtenido de los ligantes tipo Salen y Salpen. 
Ligante Rendimiento (%) 
Salen 65.25 
5-Cl-Salen 58.43 
5-Me-Salen 96.36 
5-MeO-Salen 76.02 
5-NO2-Salen 94.72 
Salpen 38.81 
	
	 29	
Ligante Rendimiento (%) 
5-Cl-Salpen 87.18 
5-Me-Salpen 50.03 
5-MeO-Salpen 67.49 
5-NO2-Salpen 94.49 
 
En la tabla anterior se puede observar que los compuestos que están sustituidos 
con NO2 en la posición 5 tienen un mayor rendimiento. Esto se debe a que no se 
pudo realizar una recristalización de este compuesto ya que es muy insoluble en 
los disolventes en los que se puede llevar a cabo la recristalización. En general, se 
observan buenos rendimientos de los ligantes sintetizados. 
 
5.2 Síntesis de compuestos de coordinación con Co(II) 
 
Se realizó la síntesis de los compuestos de coordinación con los ligantes tipo 
Salen y Salpen con cobalto(II). En la Tabla 5.2 se reportan los rendimientos 
obtenidos de los compuestos. Estos compuestos varían en color teniendo como 
principales tonos de color café en el producto obtenido. 
 
Tabla 5. 2 Rendimiento obtenido de los compuestos de coordinación con Co(II) 
Compuesto Rendimiento (%) 
Co(Salpen) 51.47 
Co(5-Cl-Salpen) 53.48 
Co(5-Me-Salpen) 42.98 
Co(5-MeO-Salpen) 63.80 
Co(5-NO2-Salpen) 62.37 
Co(Salen) 52.00 
Co(5-Cl-Salen) 64.16 
Co(5-Me-Salen) 24.32 
Co(5-MeO-Salen) 68.36 
Co(5-NO2-Salen) 68.00 
	
	 30	
 
5.3 Caracterización por Espectroscopía de infrarrojo 
	
Los átomos que constituyen a una molécula están unidos entre sí por fuerzas de 
origen electrostático. Estas son uniones elásticas y sus movimientos son 
periódicos, esto genera que los enlaces moleculares se estiren y se contraigan 
teniendo energía distribuida en toda la estructura como energía rotacional, 
vibracional y oscilatoria. 
Cuando a una molécula se le hace incidir radiación infrarroja la absorbe y aumenta 
la amplitud de la vibración molecular cuando la frecuencia coincide con aquella 
que incide. Los grupos funcionales tienen bandas características y no varían 
significativamente de un compuesto a otro. 
Las bases de Schiff sintetizadas presentan la absorción de C=N de 1620-1650 
cm-1, el estiramiento del doble enlace se presenta en 1690-1640 cm-1. El grupo O-
H presente en el anillo aromático se presenta como una banda ancha e intensa 
alrededor de 3610 cm-1. Los compuestos aromáticos presentan una banda en 
3100-3000 cm-1 y se debe al estiramiento C-H; una banda alrededor de 1600 cm-1 
y otra alrededor de 1500 cm-1 debido al estiramiento del enlace C=C; la triple 
sustitución en posiciones 1, 2 y 5 tiene una señal característica poco intensa 
alrededor de 865-810 cm-1 y en 730-675 cm-1. 
Las vibraciones de los enlaces C=C del ligante aparecen en la región de 1440-
1580 cm-1. La vibración de estiramiento del anillo aromático C-O aparece en 1250-
1320 cm-1. La señal de metilenos se presenta alrededor de 1460 cm-1. 
	
	 31	
 
Figura 5. 1 Espectro de IR del ligante Salpen 
 
Figura 5. 2 Espectro de IR del compuesto Co(Salpen) 
En cuanto a los compuestos de coordinación, se pueden apreciar bandas que 
corresponden a la interacción de Co-O que van de 470 a 360 cm-1 y aquella de 
enlace Co-N se observa de 400-690 cm-1. (Pui, Policar, & Mahy, 2007) 
 
Las principales bandas anteriormente mencionadas están en la tabla 5.3, en ella 
se muestran las bandas características de cada compuesto de coordinación con 
Co(II) y de sus ligantes sin coordinar. 
	
	 32	
 
Tabla 5. 3 Bandas de infrarrojo en cm-1 de los ligantes y compuestos de coordinación 
obtenidos con Co(II) 
Ligante νO-H cm-1 
νC=N 
cm-1 
νC=C 
cm-1 
νC-H 
cm-1 
νC-N 
cm-1 
νC-O 
cm-1 
νCo-O 
cm-1 
νCo-N 
cm-1 
Salen 3434 1637 1577 2900 1199 1284 --- --- 
5-Me-Salen 3436 1639 1585 2914 1232 1282 --- --- 
5-MeO-Salen 3440 1639 1589 2960 1230 1276 --- --- 
5-Cl-Salen 3428 1631 1571 2906 1197 1274 --- --- 
5-NO2-Salen 3423 1646 1544 2921 1216 1311 --- --- 
Salpen 3442 1635 1581 2942 1211 1419 --- --- 
5-Me-Salpen 3444 1635 1589 2917 1282 1334 --- --- 
5-MeO-Salpen 3440 1639 1591 2941 1224 1328 --- --- 
5-Cl-Salpen 3432 1633 1577 2948 1280 1334 --- --- 
5-NO2-Salpen 3444 1639 1542 2941 1230 1309 --- --- 
Compuesto νO-H νC=N νC=C νC-H νC-N νC-O νCo-O νCo-N 
Co(Salen) --- 1635 1529 2942 1199 1305 470 667 
Co(5-Me-Salen) --- 1619 1564 2925 1224 1299 474 660 
Co(5-MeO-Salen) --- 1637 1565 2933 1224 1280 472 622 
Co(5-Cl-Salen) --- 1635 1521 2921 1182 1315 472 670 
Co(5-NO2-Salen) --- 1652 1552 2927 1195 1311 445 659 
Co(Salpen) --- 1621 1569 2933 1199 1309 472 667 
Co(5-Me-Salpen) --- 1623 1544 2925 1257 1290 474 669 
Co(5-MeO-Salpen) --- 1635 1559 2927 1240 1309 473 668 
Co(5-Cl-Salpen) --- 1621 1564 2923 1263 1324 474 669 
Co(5-NO2-Salpen) --- 1635 1558 2964 1261 1313 470 669 
 
En los espectros de IR de los compuestos de coordinación obtenidos se pueden 
observar las bandas obtenidas en los ligantes libres. Las bandas muestran una 
absorción diferente antes y después de la coordinación del Co(II) que confirma la 
formación del complejo. Asimismo, las bandas de absorción varían de un 
compuesto a otro por el sustituyente que se encuentra en la posición 5 del anillo 
aromático. Aquellos ligantes con sustituyente electrodonador presenta bandas a 
valores mayores de cm-1 y aquellos con sustituyente electroatractor presenta 
bandas a menores valores de cm-1. 
 
	
	 33	
Las bandas que caracterizan principalmente a los compuestos con ligantes tipo 
Salen son C-O y C=N. Estas dos vibraciones se comparan para observar el efecto 
que tiene el sustituyente sobre estos enlaces. 
La banda asociada a la vibración del enlace C-O la podemos encontrar en el 
intervalo de 1280-1324 cm-1 y para los compuestos sintetizados con ligantes del 
tipo Salen se encontraron en los siguientes valores de cm-1: 
 
Tabla 5.3.1 valores de frecuencia de vibración (cm-1) del enlace C-O de los compuestos y 
el ∆ de valores contra el compuesto sin sustituyentes. 
 ν C-O 
(cm-1) 
∆ ν C-O 
(cm-1) 
Co(Salen) 1309 
Co(5-Me-Salen) 1290 19 
Co(5-OMe-Salen) 1309 0 
Co(5-NO2-Salen) 1313 -4 
Co(5-Cl-Salen) 1324 -15 
Co(Salpen) 1305 
Co(5-OMe-Salpen) 1280 25 
Co(5-Me-Salpen) 1299 6 
Co(5-Cl-Salpen) 1305 0 
Co(5-NO2-Salpen) 1311 -6 
 
 
Se puede observarque para los compuestos electrodonadores, las bandas se 
mueven a mayores valores de cm-1 y esto nos indica que es necesaria una mayor 
energía para hacer vibrar el enlace C-O. En la vibración de C-O no hay una 
diferencia significativa entre los valores de los compuestos con ligantes del tipo 
Salen y aquellos con ligantes del tipo Salpen. 
 
En cuanto a la banda asociada a la vibración del enlace C=N, existe igualmente 
una variación entre los ligantes que tienen sustituyentes electrodonadores y 
electroatractores. Los valores obtenidos se enlistan a continuación con orden 
decreciente: 
 
	
	 34	
Tabla 5.3.2 valores de frecuencia de vibración (cm-1) del enlace C=N de los compuestos y 
el ∆ de valores contra el compuesto sin sustituyentes. 
 νC=N 
(cm-1) 
∆ νC=N 
(cm-1) 
Co(Salen) 1635 
Co(5-NO2-Salen) 1652 -17 
Co(5-OMe-Salen) 1637 -2 
Co(5-Cl-Salen) 1635 0 
Co(5-Me-Salen) 1619 16 
Co(Salpen) 1621 
Co(5-NO2-Salpen) 1635 -14 
Co(5-OMe-Salpen) 1635 -14 
Co(5-Cl-Salpen) 1623 -2 
Co(5-Me-Salpen) 1621 0 
 
 
En estos valores se puede ver una clara tendencia a tener menores valores de cm-
1
 cuando se tienen sustituyentes electrodonadores y en los compuestos con 
ligantes del Salpen se puede observar una disminución en general de los valores a 
comparación de aquellos con ligantes del tipo Salpen. Esto se puede deber a una 
tensión menor que existe entre la cadena de la diimina y provoca que la energía 
necesaria para hacer vibrar al enlace C=N sea menor. 
Los compuestos electroatractores se mueven a valores menores de cm-1 mientras 
que los compuestos electrodonadores se mueven a valores más positivos con 
respecto al compuesto sin sustituyentes. 
 
5.4 Análisis elemental 
 
La caracterización por análisis elemental nos permitirá conocer y determinar el 
contenido relativo de carbono, hidrógeno y nitrógeno presente en los compuestos. 
Esta técnica permite conocer el grado de pureza de los compuestos, el grado de 
hidratación o la presencia de algún otro disolvente utilizado en la síntesis. 
El análisis elemental de los ligantes y de los compuestos de coordinación con 
cobalto se muestran en la siguiente tabla. 
	
	 35	
Tabla 5. 4 Análisis elemental de los ligantes y compuestos de coordinación 
 %C %H %N 
 
Observado Observado Observado 
Error Error Error 
Salen C16H16N2O2 
71.3 6.04 10.8 
-0.4 0.5 3 
5-Me-Salen C18H20N2O2 
72.5 6.9 9.8 
-0.6 2.5 3.9 
5-Cl-Salen C16H14N2O2Cl2 
56.9 4.1 8.3 
-0.1 -1.2 0 
5-NO2-Salen C16H14N4O6 
52.8 3.8 15.9 
-1.6 -2.8 2 
5-MeO-Salen C18H20N2O4 
65.5 6.2 8.9 
-0.4 0.7 3.8 
Salpen C17H18N2O2 
72.2 6.4 9.8 
-0.2 -0.8 -0.8 
5-Me-Salpen C19H22N2O2 
73.1 7.4 9 
-0.6 3.4 -0.5 
5-Cl-Salpen C17H16N2O2Cl2 
58 4.5 7.9 
-0.1 -2.8 -0.6 
5-NO2-Salpen C17H16N4O6 
54.3 4.1 15.4 
-0.9 -2.8 2.5 
5-MeO-Salpen C19H22N2O4 
66.3 6.6 8.3 
-0.5 2 1.5 
 
Co(Salen) (CoC16H14N2O2)2
.O2. 
MeOH. CH3CN 
56.5 5.1 9.7 
-5.2 -1.9 -2.2 
Co(5-Me-Salen) CoC18H18N2O2
.EtOH
. CHCl3 
50.8 4.6 5.2 
4.5 -4.6 -4.2 
Co(5-Cl-Salen) (CoC16H12N2O2Cl2)2 .CHCl3 
44.2 2.5 6.1 
5.4 -4.5 -0.5 
Co(5-NO2-Salen) CoC16H12N4O6.2H2O 
44.2 3.6 11.9 
3.7 1.8 -3.8 
Co(5-MeO-Salen) CoC18H18N2O4 
54.9 4.6 6.9 
-2 -1.5 -4.9 
Co(Salpen) CoC17H16N2O2
.CH2
Cl2 
52.5 4.2 6.2 
2.9 -2.2 -5.9 
Co(5-Me-Salpen) CoC19H20N2O2. 54.8 5.1 5.9 
	
	 36	
 %C %H %N 
CH2Cl2 3.2 4.3 -4.1 
Co(5-Cl-Salpen) CoC17H14N2O2Cl2 .MeOH.CH2Cl2 
45.3 3.6 5.2 
4.2 -6.8 -3.1 
Co(5-NO2-Salpen) 
CoC17H14N4O6.MeO
H.CHCl3 
41.8 3.4 9.7 
3.5 -4.4 3.4 
Co(5-MeO-Salpen) CoC19H20N2O4
.EtOH
.CH2Cl2 
50.2 5.4 4.2 
0.8 1.1 -20.2 
 
En la primera parte de la tabla se reporta el análisis elemental de los ligantes 
sintetizados, en ellos no se observó presencia de disolventes ya que los 
compuestos no presentaron errores mayores al 5 % de los valores esperados a los 
obtenidos.. 
Por otro lado, en el análisis elemental de los compuestos de coordinación se 
adicionaron moléculas de disolvente en donde se llevó a cabo la síntesis o de 
disolventes que se utilizaron para la purificación de los mismos. Se adecuaron los 
porcentajes obtenidos de C, H y N para obtener un error menor al 5% en ellos. 
 
5.5 Caracterización por UV-Vis 
 
Los compuestos con metales de transición con capas d incompletas absorben 
longitudes de onda en la región visible del espectro. Estas absorciones suelen 
extenderse a las regiones del infrarrojo próximo y dependen de la energía de los 
orbitales d, de su degeneración y del número de electrones distribuidos en ellos. 
Se obtuvieron los espectros de UV-Vis de los ligantes del tipo Salen y Salpen y 
sus correspondientes compuestos de coordinación con cobalto. Los espectros de 
los ligantes se llevaron a cabo en disolución mientras que los compuestos de 
coordinación se obtuvieron en estado sólido por la baja solubilidad que presenta la 
mayoría de estos. 
	
	 37	
 
5.5.1 Caracterización por UV-Vis en disolución 
 
Dentro de la región de ultravioleta (100—350 nm) se observan las transiciones π-
π* y n à σ* debidas a los anillos aromático y del par electrónico de los átomos 
donadores N y O. 
Las bases de Schiff presentan tres máximos de absorción, uno alrededor de 260 
nm, otro alrededor de 350 nm y finalmente otro alrededor de 410 nm. Estos 
máximos se aprecian en la figura 5.7. Los dos primeros máximos de absorción son 
atribuidas a transiciones π-π* permitidas por Laporte, las cuales tienen un alto 
coeficiente de absortividad molar presentado en la Tabla 5.5. 
El máximo alrededor de 410 nm se debe a la conjugación de la molécula y por 
esto presenta esta tercera transición. Los coeficientes de absortividad molar de 
este máximo de absorción es muy bajo en contraste con los dos máximos que se 
encuentran a menores longitudes de onda. 
 
 
Figura 5. 3 Espectro electrónico de 5-Cl-Salpen en DMSO a una concentración de 5.0x10-
4 molL-1 
 
 
	
	 38	
 
Tabla 5. 5 Máximos de absorción presentados por los ligantes de Salen y Salpen con sus 
coeficientes de absortividad molar correspondiente 
Compuesto λ, nm (ε, Lmol-1cm-1) 
Salen 257(23296),316(8318), 410(267.5) 
5-Cl-Salen 260(15085),327(7755.9), 421 (569) 
5-Me-Salen 261(29439), 323(9996.6), 421(182.77) 
5-MeO-Salen 265(30641), 345(10642) 
5-NO2-Salen 260(9488.4), 372(12500), 412(18906) 
Salpen 261(22235), 315(9065.6), 407(369) 
5-Cl-Salpen 263(31183), 326(7856), 419(748) 
5-Me-Salpen 261(18805), 327(8375), 418(273.4) 
5-MeO-Salpen 261(18805), 347(9242.9) 
5-NO2-Salpen 260(20421), 365(19258), 415 (24190) 
 
En el Anexo 2 se presentan todas los máximos de absorción obtenidos en un 
gráfico de absorbancia en función de la longitud de onda. 
 
5.5.2 Caracterización por UV-Vis en sólido 
 
En la región ultravioleta se pueden observar las bandas muy intensas debidas a 
las transiciones π-π* y n-σ* de los anillos aromáticos del ligante tipo Salen y 
Salpen. En la región del visible e infrarrojo próximo (400—2500 nm) se observan 
las bandas debidas a las transiciones d-d correspondientes al cobalto y éstas nos 
permitirán proponer una geometría de los compuestos de coordinación gracias al 
número de bandas presentes y la energía de transición. 
 
En las figuras 5.4 y 5.5 se presentan los espectros electrónicos de los compuestos 
de cobalto con ligantes tipo Salen y Salpen obtenidos en sólido por el método de 
reflectancia difusa. 
 
	
	 39	
5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000
-0.10
-0.05
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
0.55
0.60
0.65
B
	(
A
bs
)
A 	(cm-1)
	C o(S a len)
	C o(5-Me-S a len)
	C o(5-OMe-S a len)
	C o(5-C l-S a len)
	C o(5-NO 2-S a len)
40
00
35
00
30
00
25
00
20
00
15
00
10
00
50
0
	nm
 
Figura 5. 4 Espectros electrónicos en sólido de los compuestos sintetizados de cobalto 
con ligantes tipo Salen 
5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000
-0.05
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
0.55
0.60
0.65
0.70B
	(
A
bs
)
A 	(cm-1)
	C oS a lpen
	C o(5-Me-S a lpen)
	C o(5-OMe-S a lpen)
	C o(5-C l-S a lpen)
	C o(5-NO 2-S a lpen)
40
00
35
00
30
00
25
00
20
00
15
00
10
00
50
0
	nm
 
Figura 5. 5 Espectros electrónicos en sólido de los compuestos sintetizados de cobalto 
con ligantes tipo Salpen 
 
	
	 40	
Los compuestos con ligantes del tipo Salen presentan una geometría octaédrica 
ya que tienen cuatro máximos de absorción característicos como en la figura 5.6, 
en esta gráfica se presenta el compuesto Co(5-Me-Salen). Los máximos que se 
encuentran de 24000-30000 cm-1 se les atribuye a las transiciones electrónicas de 
los ligantes. Estas bandas son muy intensas y no permiten apreciar las bandas 
atribuidas a las transiciones d-d del cobalto y solo se presentan como un hombro 
entre los 19000-23000 cm-1. La segunda banda atribuida a las transiciones d-d del 
metal va de los 11400-17400 cm-1 y la cuarta banda que es muy poco intensa se 
atribuye a las transiciones d-d del metal se encuentra entre los 7900-9900 cm-1. 
 Los máximos de absorción de todos los compuestos estudiados se presentan en 
la tabla 5.6 y de acuerdo a los máximos, se propone una geometría de acuerdo a 
lo que ya se ha reportado (Greenwood & Earnshaw, 2005). 
 
Figura 5. 6 Espectro electrónico en sólido del compuesto Co(5-Me-Salen). 
 
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
B
	(
A
bs
)
A 	(cm-1)
	B
	
	 41	
Tabla 5. 6 Máximos de absorción de Bandas de UV-Vis-NIR de los compuestos de 
coordinación y la geometría que se les asigna a esas bandas. 
Compuesto Transiciones (cm-1) Geometría propuesta 
Co(Salen) 24368, 22118, 16684, 8776 Octaédrico 
Co(5-Me-Salen) 24901, 22784, 17451, 7981 Octaédrico 
Co(5-OMe-Salen) 30430, 24801, 17118, 8421 Octaédrico 
Co(5-Cl-Salen) 23750, 19901, 11437, 9932 Octaédrico 
Co(5-NO2-Salen) 26201, 23284, 16818, 8825 Octaédrico 
 
Co(Salpen) 23984, 20084, 18151, 17668, 9755, 8350 Tetraédrico distorsionado 
Co(5-Me-Salpen) 24085, 21618, 18235, 17451, 9570, 8059 Tetraédrico distorsionado 
Co(5-OMe-Salpen) 25334, 21368, 18118, 8371 Octaédrico 
Co(5-Cl-Salpen) 26918, 23474, 18318, 1738, 9613, 8392 Tetraédrico distorsionado 
Co(5-NO2-Salpen) 26251, 21668, 10479 Tetraédrico 
 
Debido a que los compuestos con ligantes del tipo Salpen tienen una cadena más 
larga entre la diimina, los compuestos de coordinación pueden adoptar una 
geometría tetraédrica distorsionada ya que permite una mayor torsión. En el 
espectro electrónico del compuesto Co(Salpen) que se presenta en la figura 5.7 y 
se presentan 6 máximos de absorción. El máximo más intenso que se encuentra 
entre 26200-23900 cm-1, se le atribuye a las transiciones del ligante y se 
presentan 5 máximos más, de 23400-8000 cm-1 que son atribuidos a las 
transiciones d-d de los electrones del metal. La transición d-d más cercana a la 
región del ultravioleta se presenta como un hombro y no se aprecia con claridad 
debido a la intensidad del máximo de absorción de las transferencias de carga del 
metal. 
	
	 42	
 
Figura 5. 7 Espectro electrónico del compuesto Co(Salpen) en sólido 
	
Cuando un compuesto de coordinación tiene un ligante tetradentado como el 
Salpen y se coordinan dos ligantes en trans distintos de éstos, el cambio de 
simetría es suficientemente drástico que ya no es posible considerarlo octaédrico 
sino una especie de tetragonal. La alteración de los niveles de energía va de la 
mano con este cambio de la simetría octaédrica a la tetragonal. Cada uno de los 
términos T con triple degeneración se divide en dos nuevos términos y como 
resultado hay seis transiciones esperadas en lugar de tres. El Co(II) tiene una 
configuración d7, y es posible que estas configuraciones tengan distorsiones de 
Jahn Teller y se presente esta geometría. 
 
El compuesto Co(5-NO2-Salpen) presenta una geometría tetraédrica ya que solo 
presenta dos máximos de absorción correspondiente a las transiciones d-d del 
cobalto y aquella en la región del ultravioleta que corresponde a las transiciones π-
π* y n-σ* del ligante. En la siguiente figura se puede observar estos dos máximos 
que se encuentran en 21668 cm-1 y 10479 cm-1. 
 
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
B
A
	B
cm-1	
Ab
s	
	
	 43	
 
Figura 5. 8 Espectro electrónico del compuesto Co(5-NO2-Salpen) en sólido 
 
Nota: En el anexo 3 se adjuntan los espectros de UV-Vis por el método de 
reflectancia difusa, estos se presentan en nm para compararse con los espectros 
obtenidos en disolución de los ligantes libres y se presentan los espectros 
electrónicos en cm-1. 
 
5.6 Susceptibilidad Magnética. 
 
Los metales de transición tienen al menos un estado de oxidación donde está 
incompleto un orbitad d o f. Ya que el espín de los electrones genera un campo 
magnético, se puede determinar el estado de oxidación y la configuración 
electrónica del cobalto. 
Cuando se coloca una sustancia bajo un campo magnético externo, se produce 
una circulación inducida de electrones y esto da lugar a un campo magnético 
alineado en oposición al campo si se tiene un compuesto con todos los electrones 
apareados, un compuesto diamagnético. Cuando un compuesto es 
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
B
	(
A
)
A 	(cm-1)
	B
Ab
s	
	
	 44	
paramagnético, los espines dan lugar a momentos magnéticos moleculares que se 
alinean con el campo magnético aplicado. 
La susceptibilidad magnética (X) es el grado de sensibilidad a la magnetización de 
una sustancia al aplicar un campo magnético externo. 
Se calculó la susceptibilidad magnética por gramo (Xg), la susceptibilidad molar 
(XM) y esta se corrigió con los valores diamagnéticos del ligante (XA) (Gordon & 
John, 2008) para poder determinar el momento magnético efectivo y así conocer 
el número de electrones desapareados que tiene el cobalto en los compuestos de 
coordinación estudiados. 
µeff= 2.828(XAT)1/2 
 
La ecuación involucra T, la temperatura a la que se llevó a cabo el experimento 
(27 ºC); XA, la susceptibilidad molar corregida; y una constante que resulta del 
cociente de la constante de Boltzmann entre el producto del número de Avogadro 
y el cuadrado del magnetón de Bohr. En la siguiente tabla se muestran los valores 
de momento efectivo obtenidos y los electrones desapareados que corresponden 
a ese valor. 
 
Tabla 5. 7 Momento magnético efectivo de los compuestos de coordinación. 
Compuesto µeff (MB) 
Electrones 
desapareados Espín 
Carga 
del 
cobalto 
Configuración 
Co(Salpen) 4.3 3 Alto espín 2+ d7 
Co(5-Me-Salpen) 4.9 3 Alto espín 2+ d7 
Co(5-Cl-Salpen) 5.3 3 Alto espín 2+ d7 
Co(5-NO2-Salpen) 4.8 3 Alto espín 2+ d7 
Co(5-MeO-Salpen) 2.6 1 Bajo espín 2+ d7 
Co(Salen) 0.0 0 Bajo espín 3+ d6 
Co(5-Me-Salen) 2.6 1 Bajo espín 2+ d7 
Co(5-Cl-Salen) 0.6 1 Bajo espín 2+ d7 
Co(5-NO2-Salen) 0.2 1 Bajo espín 2+ d7 
Co(5-MeO-Salen) 1.6 1 Bajo espín 2+ d7 
 
Los compuestos de coordinación sintetizados poseen al cobalto como centro 
metálico, se pueden observar tres tipos de arreglos de espín en los compuestos: 
	
	 45	
Los compuestos que tienen un momento magnético efectivo (µeff) entre 2.0-2.7 
corresponden a cobalto con estado de oxidación 2+, una configuración d7 y son de 
bajo espín. El centro metálico de los compuestos de coordinación sintetizados se 
encuentra coordinado a dos átomos de N y dos átomos de O del ligante Salen 
tienen una geometría octaédrica que se obtuvo de los espectros de UV-Vis. En la 
figura 5.9 se muestra el diagrama de campo cristalino donde se observa 1 electrón 
desapareado. 
 
Figura 5. 9 Diagrama de campo cristalino de un compuesto de coordinación con 
geometría octaédrica. 
 
Aquellos compuestos con µeff entre 4.3-5.2 corresponden a Co2+ con 
configuración d7 y son de alto espín pues tienen 3 electrones desapareados. El 
centro metálico se encuentracoordinado a dos átomos de N y dos átomos de O 
del ligante Salpen. Para estos compuestos se propuso una geometría octaédrica o 
tetraédrica y en la figura 5.10 se puede observar el diagrama de campo cristalino 
donde se tienen los tres electrones desapareados. 
 
 
Figura 5. 10 Diagrama de campo cristalino para un compuesto de coordinación con 
configuración d7 de alto espín 
Oh
x2y2 z2
xy xz yz
Δο
Oh Td
x2y2 z2
xy xz yz
x2y2 z2
xy xz yz
Δο
10Dq
	
	 46	
El compuesto de coordinación de Co(Salen) tiene un µeff negativo, lo cual se 
asocia a una molécula diamagnética. El compuesto de Salen se coordina 
fácilmente a una molécula de O2 del ambiente, provocando la oxidación del centro 
metálico a Co(III) y formando un puente peroxo con otra molécula de Co(Salen). 
Ya que se obtuvo un valor negativo en la balanza de susceptibilidad magnética la 
configuración electrónica del cobalto es d6 de bajo espín. Por todo lo anterior, el 
compuesto tiene una geometría octaédrica como se muestra en el diagrama de 
campo cristalino siguiente. 
 
 
Figura 5. 11 Diagrama de campo cristalino para una configuración d6 de bajo espín 
 
Los compuestos de Co(5-Cl-Salen), Co(5-NO2-Salen), Co(5-MeO-Salen) 
obtuvieron valores menores 2.0, el cual es el valor mínimo estándar para asignar 
una molécula de bajo espín de Co(II). Existe un fenómeno de ordenamiento 
antiparalelo de los espines de distintos centros metálicos donde éstos se acoplan, 
anulándose entre sí. Cuando este apareamiento toma lugar en una sustancia se 
produce la disminución de la susceptibilidad magnética y esta sustancia es 
denominada antiferromagnética. 
 
5.7 Conductividad 
 
La conductividad es la medida de la habilidad de una disolución acuosa a tener 
una corriente eléctrica. Es dependiente de la presencia de iones y de la 
temperatura de la disolución. Se obtuvo la conductividad de los compuestos de 
d7 Bajo espín
Oh
x2y2 z2
xy xz yz
Δο
d6 Bajo espín
Oh
x2y2 z2
xy xz yz
Δο
d7 Alto espín
Oh
x2y2 z2
xy xz yz
Δο
	
	 47	
coordinación con cobalto a una temperatura de 25ºC y los valores obtenidos se 
expresan en la tabla siguiente. 
 
Tabla 5. 8 Conductividad de los compuestos de coordinación con Co(II) a 25 ºC en MeOH 
Compuesto Conductividad 
(µS) 
Co(Salen) 0.8 
Co(5-Me-Salen) 2.7 
Co(5-MeO-Salen) 0.0 
Co(5-Cl-Salen) 0.0 
Co(5-NO2-Salen) 0.0 
Co(Salpen) 0.0 
Co(5-Me-Salpen) 8.6 
Co(5-MeO-Salpen) 0.0 
Co(5-Cl-Salpen) 10.1 
Co(5-NO2-Salpen) 3.9 
MeOH 1:1- 80-110 µS. 
 
Los valores en los que se empieza a determinar si es un electrolito 1:1 es a partir 
de 80 µS hasta los 110 µS. De los valores obtenidos, se observa que ninguno de 
los compuestos anteriores es un electrolito y se tienen átomos de Co(II) 
coordinados al ligante Salen y Salpen pero en susceptibilidad magnética, el 
compuesto Co(Salen) resultó tener valores correspondientes a un compuesto 
diamagnético y por lo tanto tiene un centro metálico de Co(III). Al llevarse a cabo 
la coordinación de O2 del ambiente a la molécula de Co(Salen), el centro metálico 
se oxida y la molécula de O2 se reduce formando un puente peroxo con otra 
molécula adyacente y así se mantiene una molécula neutra, sin presentar 
característica de una disolución electrolítica. 
 
5.8 Resonancia magnética nuclear. 
 
Los núcleos atómicos se comportan como si giraran sobre un eje dado que tienen 
una carga positiva presentan características magnéticas y se comportan como 
imanes. Cuando a las moléculas se les induce un campo magnético externo, los 
	
	 48	
niveles nucleares se desdoblan en varios niveles de energía y cada uno de estos 
niveles corresponde a las diferentes orientaciones de los espines nucleares 
respecto al campo magnético. 
Cuando se tienen sustituyentes electronegativos el desplazamiento de las señales 
del carbono al que se encuentra enlazado, se desplaza ya que cuando tiene una 
menor densidad electrónica mayor será su desplazamiento químico y viceversa. 
5.8.1 Resonancia magnética nuclear de hidrógeno – RMN 1H 
 
En la resonancia magnética nuclear de hidrógeno se obtiene información de los 
hidrógenos que conforman a la molécula. 
En la figura 5.12 se muestra el espectro de RMN-1H del ligante 5-Me-Salen, la 
molécula es simétrica por lo que se obtendrá solo la mitad de las señales de 
hidrógeno totales. 
 
Figura 5. 12 Espectro de RMN-1H de 5-Me-Salen en cloroformo 
	
Los espectros de las moléculas de ligantes tipo Salen presentan 4 señales del 
ligante Salen con variaciones dependiendo del sustituyente que tengan en la 
	
	 49	
posición 5 del anillo aromático. En la figura 5.12 se muestran estas señales. Aquel 
singulete que se encuentra en 12.9 ppm corresponde al enlace O-H, esta señal 
aparece a campo más bajo debido a que el oxígeno, como un átomo 
electronegativo, jala densidad electrónica y produce el desapantallamiento del 
protón. En 8.3 se presenta un singulete, este pertenece al protón del azometino ya 
que esta desplazado a valores de campo bajo menor que aquel unido al oxígeno. 
Los multipletes en la región de 6.8 a 7.0 ppm se deben a los protones de los 
anillos aromáticos de la molécula. El singulete que se encuentra alrededor de 4 
ppm pertenece a la cadena de la diimina y por la unión al N se desplazan a campo 
bajo a comparación de aquel singulete que se encuentra en 2.3 ppm que es propio 
del ligante 5-Me-Salen. 
 
Los ligantes tipo Salpen presentan señales distintas. Se presentan de nuevo 
aquellas que corresponden al protón del grupo O-H alrededor de 13 ppm. Se 
presenta aquella del azometino alrededor de 8 ppm, las señales del anillo 
aromático de 6.9 a 7.1 ppm para el compuesto de 5-Me-Salpen que se presenta 
en la figura 5.13 Las bandas de la cadena de la diimina cambian pues ya no es 
una cadena simétrica y se presenta un triplete en 3.7 ppm, este corresponde a los 
hidrógenos del carbono que se encuentra enlazado directamente al nitrógeno y un 
quintuplete en 2.1 ppm y se encuentra menos desplazado a campo alto en 
contraste con los metilos que se encuentran enlazados al anillo aromático en la 
posición 5. 
	
	 50	
 
Figura 5. 13 Espectro de RMN-1H para el compuesto 5-Me-Salpen en cloroformo 
deuterado. 
 
Tabla 5. 9. Desplazamientos químicos de los ligantes tipo Salen y Salpen en RMN-1H. 
Donde X es el grupo funcional 
Compuesto Disolvente 
δOH 
(ppm) 
δN=C-H 
 (ppm) 
δ Anillo 
aromático 
(ppm) 
δN-CH2 
(ppm) 
δCH2 (ppm) δ X(ppm) 
 Salen CHCl3 13.2(s) 8.3(s) 6.8-7.3 3.9(s) - - 
 5-Me-Salen CHCl3 12.9(s) 8.3(s) 6.8-7.0 3.9(s) - 2.3(s) 
 5-MeO-Salen CHCl3 12.7(s) 8.3(s) 6.7-7.3 3.9(s) - 3.7(s) 
5-Cl-Salen CHCl3 13.1(s) 8.3(s) 6.9-7.3 4.0(s) - - 
5-NO2- Salen DMSO - 8.7(s) 6.7-8.4 4.0(s) - - 
Salpen CHCl3 13.4(s) 8.4(s) 6.9-7.3 3.7(t) 2.1(q) - 
 5-Me- Salpen CHCl3 13.2(s) 8.3(s) 6.9-7.3 3.7(t) 2.1(q) 2.2(s) 
 5-MeO- Salpen CHCl3 12.9(s) 8.3(s) 6.8-7.3 3.7(t) 2.1(q) 3.8(s) 
 5-Cl- Salpen CHCl3 13.3(s) 8.3(s) 6.9-7.3 3.7(t) 2.1(q) - 
5-NO2- Salpen DMSO - 8.7(s) 6.6-8.4 3.7(t) 2.1(q) - 
 
	
	 51	
Se realizó el experimento COSY de todos los ligantes para observar las 
interacciones que existen entre los protones. En la figura 5.14 se muestra el 
experimento COSY del ligante 5-Me-Salen y se puede ver que existe una 
interacción entre el protón que se encuentra a 4 ppm que pertenece al hidrógeno 
del carbono adyacente de la diimina con el protón en 8.4 ppm que pertenece al 
hidrógeno unido al grupo azometino. Lo que se propone es una interacción de los 
protones en disolución con moléculas vecinas que se acomodan por apilaciones 
del tipo π-π.También se puede observar una interacción entre los hidrógenos que 
se encuentran a 2.3 ppm y a 6.8 ppm que pertenece al hidrógeno en la posición 1 
del anillo aromático estos hidrógenos también se encuentran muy separados y por 
esta razón también se propone una interacción entre hidrógenos de una molécula 
vecina. 
	
Figura 5. 14 Espectro de RMN-1H COSY parael compuesto 5-Me-Salpen en cloroformo. 
 
En cuanto a los efectos del sustituyente, se puede ver un desplazamiento hacia 
campo bajo en los hidrógenos de grupo O-H cuando se tiene un sustituyente NO2. 
El grupo nitro es un electroatractor que puede tener un efecto en la desprotección 
	
	 52	
de este hidrógeno pero ya que no se llevaron a cabo en el mismo disolvente 
puede haber un efecto en el desplazamiento químico de las señales por esta 
diferencia. 
5.8.2 Resonancia magnética nuclear de carbono - RMN 13C 
 
En la RMN-13C podemos ver la estructura de los carbonos en nuestra molécula. 
Los ligantes del tipo Salen son simétricos por lo que se espera observar sólo la 
mitad de las señales de carbono. En los ligantes del tipo Salpen sucede lo mismo 
con una señal adicional de carbono alrededor de 30 ppm. 
En la tabla 5.10 se muestran los desplazamientos químicos obtenidos en los 
espectros para los ligantes. 
 
Tabla 5. 10 Señales obtenidas en RMN-13C para ligantes tipo Salen y Salpen donde X es 
el grupo funcional y considerando el carbono extra de la diimina para los compuestos de 
Salpen como el #23 
Compuesto Disolvente δ1,16 δ2,17 δ3,18 δ4,19 δ5,14 δ6,15 δ13,8 δ10,11 δ23 δX 
Salen CHCl3 131 118 116 118 132 161 166 59 
 5-Me-Salen CHCl3 131 127 116 118 133 158 166 59 
 
20 
5-MeO-Salen CHCl3 119 117 114 118 152 155 166 59 
 
55 
5-Cl-Salen CHCl3 130 123 118 119 132 159 165 59 
 5-NO2-Salen DMSO 131 129 115 121 135 167 174 54 
 Salpen CHCl3 131 118 117 118 132 161 165 56 31 
 5-Me-Salpen CHCl3 131 127 116 118 133 158 165 58 31 20 
5-MeO-Salpen CHCl3 119 118 114 117 152 155 165 56 31 55 
5-Cl-Salpen CHCl3 130 123 118 119 132 159 164 56 31 
 5-NO2-Salpen DMSO 132 129 114 122 134 167 176 51 29 
 
Las señales obtenidas se muestran para el compuesto de 5-Me-Salen y la 
estructura que se utilizó para asignar los carbonos correspondientes. 
	
	 53	
 
Figura 5. 15 Espectro de RMN-13C de 5-Me-Salen en cloroformo 
 
También se llevó a cabo el experimento en dos dimensiones HSQC donde se 
pueden observar las interacciones de C-H. Y se asignan las señales que 
corresponden a cada tipo de carbono. 
 
Figura 5. 16 Espectro de HSQC para el 5-Me-Salen 
	
	 54	
 
En la figura se puede ver que en el eje x se utiliza la escala de RMN-1H y en el eje 
y la correspondiente a RMN-13C para poder conocer las interacciones. 
La señal que aparece en 165 ppm se intersecta con la del protón del azometino en 
8.3 ppm, por lo tanto se puede atribuir esta señal a el carbono 13 y 8 de la 
estructura de 5-Me-Salen y se realizaron las mismas relaciones con los carbonos 
de los anillos aromáticos. Los carbonos cuaternarios no muestran una señal en 
HSQC y por esta razón se facilita la asignación de éstos. 
 
5.9 Espectrometría de masas 
 
La espectrometría de masas está basada en la obtención de iones a partir de 
moléculas neutras en fase gaseosa. Los iones se separan de acuerdo a su masa y 
carga y son detectados, las moléculas están cargadas eléctricamente debido a la 
ionización de éstas. 
En los espectros de masas se pueden observar varios picos, estos se asocian a 
diferentes fragmentos con carga. El ion molecular (M+) presenta la masa que tiene 
también la molécula neutra y el pico base representa al fragmento con mayor 
abundancia y que por lo tanto es más estable tras la fragmentación del 
compuesto. 
 
En la tabla 5.11 se presentan los resultados de los espectros del pico base y del 
ion molecular. Se llevó a cabo el estudio de los compuestos de coordinación con 
cobalto, el 59Co es el único estable de los isotopos por lo que no aparecerá ningún 
patrón de isotopía en el espectro. El cloro también tiene isotopía M y M+2 y esto 
debe poder apreciarse en el espectro ya que el Cl tiene una proporción 1:3 en la 
intensidad de la señal. 
 
	
	 55	
	
Figura 5. 17 Espectro de masas del compuesto Co(5-OMe-Salpen) 
 
Tabla 5. 11 Ion molecular y pico base obtenido en espectrometría de masas de los 
compuestos de coordinación 
Compuesto 
Masa 
molecular 
(g.mol-1) 
Ion 
molecular 
Pico 
base 
(m/z) 
Perdida más estable 
propuesta 
Co(5-Me-Salen) 353 942 353 
 
Co(5-OMe-Salen) 385 770 385 
 
Co(5-Cl-Salen) 394 395 359 
 
O
NN
O
Co
CH3H3C
O
NN
O
Co
OCH3H3CO
O
NN
O
Co
Cl
O
NN
O
Co
H3CO
OCH3
Molecular Weight: 399.31
	
	 56	
Compuesto 
Masa 
molecular 
(g.mol-1) 
Ion 
molecular 
Pico 
base 
(m/z) 
Perdida más estable 
propuesta 
Co(5-NO2- Salen) 415 416 149 
 
Co(Salpen) 339 339 - 
Co(5-Me-Salpen) 367 367 149 
 
Co(5-OMe-Salpen) 399 400 384 
 
 
 
En algunos espectros se presenta un ion molecular mayor al valor esperado como 
el Co(5-OMe-Salen), este corresponde al doble de la masa molar. Esto se puede 
atribuir a la formación de dímeros. En el caso del Co(5-Me-Salen) se obtuvo un 
valor mayor al doble de la masa molar, este puede estar formando dímeros pero 
también existen impurezas en el compuesto Ya que se ajusta al tener una 
molécula de Acetato de Cobalto.3H2O. 
No se pudieron obtener los espectros de masas de los compuestos de Co(5-Cl-
Salpen), Co(5-NO2-Salpen) y Co(Salen) ya que no eran solubles en la matriz 
donde se lleva a cabo el estudio. En los espectros de masas de los compuestos se 
pueden observar algunas señales que se repiten en los compuestos como el que 
aparenta ser un pico base en 154 m/z, y se repiten también las señales en 136 
m/z, en 307 m/z, 391. Las señales antes mencionadas son las que muestran 
mayor % en la muestra pero se pueden observar otras señales que pertenecen a 
la matriz que es alcohol nitrobencílico. Para seleccionar el pico base y el ion 
molecular del compuesto en cuestión se toma el espectro del alcohol nitrobencílico 
y se seleccionan las señales de mayor abundancia que aparecen en los espectros. 
En la tabla 5.11 se muestran las estructuras propuestas para la formación del ion 
NN
N
OHH3C
CH3
O
NN
O
Co
H3CO
O
	
	 57	
más estable para cada compuesto y se puede observar el ion molecular en 
algunos casos como m+1. En las ocasiones que el pico base se encuentra como 
m+1, el fragmento que se perdió está teniendo reacciones secundarias y se 
encuentra protonado. 
5.10 Voltamperometría cíclica 
 
En la figura 5.18 se muestra el voltamperograma del compuesto Co(Salen), se 
pueden observar cuatro señales de oxidación y tres señales de reducción. Por 
análisis de cortes se determinó que las señales 1a y 1b, 2a y 2b, 3a y 3b se 
asocian entre ellas y el proceso de 4a es una especie generada al realizar un 
barrido catódico del sistema. 
-2.5 -2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5
-0.000012
-0.000010
-0.000008
-0.000006
-0.000004
-0.000002
0.000000
0.000002
0.000004
C
or
rie
nt
e	
(A
)
P otenc ia l	(V )
	C o(S a len)	A
 
Figura 5. 18 Voltamperograma de Co(Salen) a 100mV/s,10-3 M, en DMSO 
 
Las señales 1a y 1b se asocian al proceso de oxidación Co(II)/Co(III), el proceso 
2a y 2b se asocial al proceso de reducción de Co(I)/Co(II). Las señales 3a y 3b se 
atribuyen a los proceso redox del ligante Salen debido a que se realizaron 
voltamperogramas de todos los ligantes utilizados, en ellos se observaron las 
mismas señales de reducción que corresponden a la 3a y 3b y la señal 4a. 
 
		1a	
	
	
1b	
2a	
	
	
	
	
	
2b	
				3a	
	
	
	
	
	
	
	
	
	3b	
		4a	
	
	 58	
En la figura 5.19 se comparan los voltamperogramas del sistema en atmósfera 
inerte y aquella en presencia de O2 del ambiente 
-2.5 -2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5
-0.000020
-0.000015
-0.000010
-0.000005
0.000000
0.000005
C
or
rie
nt
e	
(A
)
P otenc ia l	(V )
	C o(S a len)	+ 	O 2_A
	C o(S a len)	A
 
Figura 5. 19 Voltamperograma del compuesto Co(Salen). a)100mV/s,10-3M en DMSO con 
atmósfera inerte b)100mV/s,10-3M en DMSO en condiciones ambientales 
 
Se puede observar que en -1.14 V hay una banda de absorción del compuesto en 
atmósfera inerte que al compararla con aquella en -0.74 V se encuentran en 
valores