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15/8/2022

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Biología

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

PROGRAMA DE MAESTRÍA Y DOCTORADO EN CIENCIAS QUÍMICAS

SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE SISTEMAS CONJUGADOS DERIVADOS
DE BIS(INDOLIL)METENOS DE BORO CON POSIBLES APLICACIONES
ELECTROÓPTICAS

TESIS

PARA OPTAR POR EL GRADO DE

MAESTRO EN CIENCIAS

PRESENTA

Químico EDGARD FABIÁN BLANCO ACUÑA

DR. HÉCTOR GARCÍA ORTEGA
FACULTAD DE QUÍMICA

CIUDAD DE MÉXICO, ENERO DE 2018

UNAM – Dirección General de Bibliotecas
Tesis Digitales
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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

PROGRAMA DE MAESTRÍA Y DOCTORADO EN
CIENCIAS QUÍMICAS

SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE SISTEMAS CONJUGADOS
DERIVADOS DE BIS(INDOLIL)METENOS DE BORO CON
POSIBLES APLICACIONES ELECTROÓPTICAS

T E S I S
PARA OPTAR POR EL GRADO DE

MAESTRO EN CIENCIAS

P R E S E N T A

Q. EDGARD FABIÁN BLANCO ACUÑA

Ciudad de México, enero de 2018.

A mis abuelas, Nimia y María Elena.
A mis padres, Edgar y Nidia.
A mi hermana, Sandra.

AGRADECIMIENTOS

Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) por la beca otorgada bajo el
número de becario 595264, para el desarrollo de mis estudios de maestría. A la Facultad de
Química-UNAM por el apoyo brindado a través del Programa de Apoyo a la Investigación
y el Posgrado (PAIP) 5000-9112. De igual manera, al Programa de Maestría y Doctorado
en Ciencias Químicas de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) por los
estudios y la preparación académica brindada.

ÍNDICE

RESUMEN 1
INTRODUCCIÓN 2
I. ANTECEDENTES 5
1. BODIPYs 5
1.1. Síntesis 6
1.2. Aplicaciones 7
2. EXTENSIÓN DE LA CONJUGACIÓN EN BODIPYs 8
2.1. Sustituyentes con conjugación extendida 10
2.2. Conjugación extendida por fusión de anillo 13
3. BIS-BODIPYs 19
4. CUMARINAS 21
4.1. Síntesis 22
4.1.1. Síntesis de Pechmann 22
4.1.2. Síntesis de Knoevenagel 23
4.1.3. Síntesis de Perkin 23
4.1.4. Ciclocondensación catalizada por Pd(0) 24
4.2. Reactividad 24
4.3. Aplicaciones 26
II. OBJETIVO 29
III. ANÁLISIS DE RESULTADOS 30
1. SERIE A: Bis(3-metilindolil)metenos de boro meso sustituidos 30
2. SERIE B: Dímeros bis(3-metilindolil)metenos de boro 42
2.1. 1,4-Bis(6,6-difluoro-12,14-dimetil-6-bora-5,7-diazaindeno[2,1-b]fluorenil)-
benceno (4) 42
2.2. 4,4'-Bis(6,6-difluoro-12,14-dimetil-6-bora-5,7-diazaindeno[2,1-b]fluorenil)-
1,1'-bifenil (7) 46
3. SERIE C: Derivado bis(3-metilindolil)meteno de boro-cumarina 51
IV. CONCLUSIONES 62
V. DESARROLLO EXPERIMENTAL 63
Reactivos e instrumentación 63
2,2'-(Fenilmetilen)bis(3-metil-1H-indol) (1a) 64
2,2'-((4-Bromofenil)metilen)bis(3-metil-1H-indol) (1b) 64
2,2'-((4-Dimetilaminofenil)metilen)bis(3-metil-1H-indol) (1c) 65
13-Fenil-6,6-difluoro-12,14-dimetil-6-bora-5,7-diazaindeno[2,1-b]fluoreno (2a) 65
13-(4-Bromofenil)-6,6-difluoro-12,14-dimetil-6-bora-5,7-diazaindeno[2,1-b]-
fluoreno (2b) 66
6,6-Difluoro-13-(4-N,N-dimetilaminofenil)-12,14-dimetil-6-bora-5,7-diazaindeno-
[2,1-b]fluoreno (2c) 67
1,4-Bis(bis(3-metil-1H-indol-2-il)metin)benceno (3) 67
1,4-Bis(6,6-difluoro-12,14-dimetil-6-bora-5,7-diazaindeno[2,1-b]fluorenil)-
benceno (4) 68
2,2'-((4-(4-Formilfenil)fenil)metilen)bis(3-metil-1H-indol) (5) 68
4,4'-Bis(bis(3-metil-1H-indol-2-il)metin)-1,1'-bifenil (6) 69
7-Dietilaminocumarina (8) 69
7-Dietilamino-3-formilcumarina (9) 70
3-(Bis(3’-metil-1H’-indol-2-il)metin)-7-dietilaminocumarina (10) 71
VI. ANEXOS 72
VII. BIBLIOGRAFÍA 79

1
RESUMEN

Se llevó a cabo la síntesis de tres series de bis(indolil)metenos de boro, variando en la primera
serie el sustituyente arilo en la posición meso, en la segunda serie se prepararon dímeros con
conectores fenilo, y en la tercera serie se incorporó un núcleo de 7-dietilaminocumarina. Cada
serie se diseñó con el fin de observar los cambios de absorción y emisión respecto a los
BODIPYs tradicionales y así determinar una posible aplicación electroóptica.

La primera serie se llevó a cabo en tres pasos, sintetizando el bis(indolil)metano, luego
oxidando y complejándolo para obtener los bis(indolil)metenos de boro. La segunda serie se
llevó a cabo de igual manera, incluyendo un acoplamiento tipo Suzuki para uno de los
compuestos. Para la tercera serie se preparó la 7-dietilamino-3-formilcumarina en dos pasos,
y siguiendo la misma metodología se intentó obtener el bis(indolil)meteno de boro
correspondiente.

En total, se lograron obtener tres productos finales de la primera serie y algunos precursores
no encontrados en la literatura para las series 2 y 3. La caracterización de los precursores y
productos finales se llevó a cabo mediante resonancia magnética nuclear (RMN) de 1H y 13C,
y en el caso que fue necesario RMN 19F y 11B; también se empleó espectroscopia de infrarrojo
(IR) y ultravioleta-visible (UV-Vis), donde se observó el desplazamiento batocrómico como
consecuencia de la extensión de la conjugación. En cuanto al estudio de fluorescencia, este
se realizó únicamente para el compuesto 2a en CH2Cl2, isopropanol, hexano y DMSO,
encontrando que en este último disolvente se presenta la mayor respuesta fluorescente.

Palabras Claves: Bis(indolil)metenos de boro, bis(indolil)metanos, 7-dietilaminocumarina,
electroóptica.

2
INTRODUCCIÓN

Las propiedades ópticas de moléculas orgánicas han sido ampliamente exploradas por sus
potenciales aplicaciones en el desarrollo de dispositivos electroópticos. Los compuestos
orgánicos que han sido utilizados para este efecto presentan un sistema π conjugado que
facilita una transferencia de densidad electrónica a lo largo del sistema conjugado, este hecho
aunado a la presencia de los grupos funcionales adecuados puede generar la respuesta óptica
deseada.1 Dentro de las moléculas orgánicas que han sido ampliamente estudiadas como
cromóforos, se encuentran, derivados del benceno, tiofenos, pirroles, benzotiofenos, indoles,
imidazoles y cumarinas.2-4

El color rojo en estos cromóforos coloca a estas moléculas en una región que se ha
denominado infrarrojo cercano (NIR, por sus siglas en inglés), que va de los 800 a 2500 nm
aproximadamente (Figura 1). Varios cromóforos que exhiben una intensa absorción y
emisión en esta región del espectro electromagnético han sido descritos. Algunos ejemplos
de estas moléculas son: las porfirinas, escuarainas, benzoheteroles, xantenos y
dipirrometenos de boro (BODIPYs).5

Figura 1. Espectro electromagnético.

3
En este contexto, los BODIPYs o 4-bora-3a,4a-diaza-s-indacenos son moléculas construidas
a partir de un sistema dipirrometeno coordinado a un átomo de boro tetrasustituido que
presentan una intensa absorción en la región UV-Vis del espectro electromagnético (Figura
1), junto a la presencia de intensas señales de fluorescencia en altos rendimientos cuánticos.1
Son relativamente estables en medios polares y a diferentes valores de pH en disolución; con
alguna modificación discreta que se realice a su estructura base se puede lograr un ajuste a
sus propiedades ópticas, es por estoque este tipo de motivos estructurales han sido utilizados
para marcaje de proteínas y ADN.6

Figura 2. Diagrama de Jabłoński.

El fenómeno de fluorescencia es una de las características más interesantes de estos sistemas,
dicho fenómeno se explica con el diagrama de Jabłoński (Figura 2);7,8 el cual muestra que
cuando una molécula absorbe luz existe una promoción electrónica del estado basal a estados
excitados. La pérdida de la energía absorbida puede ser en forma de calor debido a la
relajación vibracional de la molécula. Por otra parte, si la pérdida de energía es en forma de

4
luz y es a partir de un estado con igual multiplicidad de espín que el estado basal se producirá
fluorescencia, pero si ocurre a partir de un estado excitado con multiplicidad de espín
diferente a la del estado basal entonces se observará fosforescencia. Esto es de gran
importancia para comprender el comportamiento de los bis(indolil)metenos de boro al ser
irradiados con luz.

Por otro lado, los bis(indolil)metanos también constituyen una clase importante de derivados
que juegan un papel importante en la química farmacéutica, se ha identificado su acción
frente a la fibromialgia, la fatiga crónica y el síndrome de intestino irritable;9,10 además,
facilitan el metabolismo de estrógenos y se encuentran presentes en varios productos
naturales.11 Aunado a ello, son sistemas altamente conjugados susceptibles a ser
funcionalizados para obtener cromóforos y fluoróforos, que de acuerdo con lo descrito en la
literatura son excelentes candidatos para funcionar como dispositivos electroópticos.12

Además de la importancia desde el punto de vista de química aplicada, los reportes de
bis(indolil)metenos de boro son recientes y muy pocos,13,14 por ello su obtención es un reto
sintético y representa la posibilidad de describir una ruta breve y económica para la obtención
de dichos compuestos. Por esto, el propósito de este proyecto es la síntesis de
bis(indolil)metenos de boro sustituidos en la posición meso y dímeros con conectores fenilo.

5
I. ANTECEDENTES

1. BODIPYs
Los 4-bora-3a,4a,-diaza-s-indacenos (BODIPYs) son colorantes derivados del pirrol, donde
dos moléculas de éste se encuentran puenteados por un metino, formando un anillo de 6
miembros flanqueado por dos anillos de 5 miembros debido a la coordinación del boro con
los nitrógenos de los pirroles. La estructura del BODIPY es similar a la del indaceno (de aquí
su nombre), donde la posición 4 deja de ser un carbono sp2 para ser reemplazado por un
átomo de boro sp3, generalmente un grupo BF2. Debido a la relación estructural con las
porfirinas, la posición 8 se conoce como meso, a las posiciones 3 y 5 como α (alfa) y a las
posiciones 2 y 6 como β (beta); además, se puede hacer referencia en específico a los enlaces
“a” y “b” cuando sea el caso (Figura 3).1

Figura 3. Estructura del 4,4-difluoro-4-bora-3a,4a,-diaza-s-indaceno (F-BODIPY) derivado del s-
indaceno.

Los BODIPYs fueron sintetizados por primera vez en 1968 por Treibs y Kreuzer,15 sin
embargo fue hasta finales de los años 80 que aumentó su estudio gracias a sus principales
propiedades como alta absortividad molar, ε(λ), y altos rendimientos cuánticos de
fluorescencia, Φ.

Otras propiedades como, anchos de banda de emisión estrechos con altas intensidades de
pico, despreciable formación de estados triplete, longitud de onda de excitación/emisión en
la región visible del espectro (< 600 nm), tiempos de vida de fluorescencia largos, τ, además
de excelente estabilidad térmica y fotoquímica, e insensibilidad a la polaridad y pH del medio

6
han sido estudiadas, encontrando informado hasta la fecha una gran cantidad de estudios
relacionados con los BODIPYs.16

1.1. SÍNTESIS
La preparación de BODIPYs y derivados puede realizarse partiendo de pirrol y compuestos
fuertemente electrofílicos como cloruros de ácido, anhídridos y aldehídos. Dependiendo del
electrófilo de partida se seguirán dos rutas sintéticas.

Cuando se emplea como electrófilo un cloruro de ácido17,18 o un anhídrido19 se obtiene el
intermediario dipirrometeno 2a que posteriormente es complejado con la especie de boro que
se requiera, regularmente BF3, para obtener el BODIPY simétrico 1a. La principal ventaja
de este método es que se puede aislar el acilpirrol y condensarse posteriormente con un pirrol
diferente al de partida para producir BODIPYs asimétricos 1b (Esquema 1).

Esquema 1. Síntesis de F-BODIPY simétricos y asimétricos a partir de derivados de ácidos
carboxílicos.

Por otro lado, la síntesis a partir de aldehídos es la metodología más usada y sólo es útil para
obtener BODIPYs simétricos. Primero se obtiene el intermediario dipirrometano 3 que
requiere ser oxidado, para luego sin aislamiento previo realizar la complejación con el boro.
La oxidación del dipirrometano 3 regularmente se lleva a cabo con 2,3-dicloro-5,6-diciano-
p-benzoquinona (DDQ) o 2,3,5,6-tetracloro-p-benzoquinona (p-cloranil) y para la
complejación con boro generalmente se emplea BF3·OEt2 en presencia de una amina terciaria

7
como trietilamina o diisopropiletilamina.20 La gran mayoría de aldehídos empleados son
aromáticos, ya que la oxidación tiende a no estar favorecida con aldehídos alifáticos16
(Esquema 2).

Esquema 2. Síntesis de F-BODIPYs simétricos a partir de aldehídos.

1.2. APLICACIONES
Teniendo en cuenta que por cualquier metodología de síntesis la diversificación de derivados
BODIPY se hace muy extensa, y sumado a las propiedades fotofísicas mencionadas, se han
encontrado múltiples aplicaciones de estos sistemas. Por ejemplo, en el campo de etiquetado
biológico Ikonen y colaboradores21 estudiaron el suministro mediado por lipoproteínas de
esteroles y análogos de esfingolípidos marcados con BODIPY, revelando el mecanismo de
transporte de lípidos en células de mamíferos. Así mismo, Merkushev y su equipo22
mostraron la aplicación como dispositivos electroluminiscentes al sintetizar y evaluar
asociados de BODIPY como emisores OLED.

En un estudio de la relación estructura-propiedad de derivados BODIPY donador y aceptor,
se observó el alto rendimiento de estos colorantes como sensibilizadores para celdas solares,
reportando eficiencias de conversión de energía de 6.4%, siendo ésta otra de las potenciales
aplicaciones de estos sistemas.23 Desde luego, el campo de los interruptores fluorescentes
también ha sido explorado para estos sistemas, donde Kaur y su grupo24 emplearon éteres
dioxatiazacorona-BODIPY complejados con Hg(II) para la detección de L-cisteína, gracias
a la respuesta fluorescente del complejo.

Gracias a las propiedades fotofísicas de los BODIPYs, estos han despertado gran interés
como fotosensibilizadores para la generación de oxígeno singlete, lo cual ha abierto una

8
puerta para su aplicación en terapia fotodinámica, como lo muestra Zou y colaboradores25 al
estudiar una serie de BODIPYs halogenados y el efecto del átomo pesado, obteniendo como
mejor resultado 73% de generación de oxígeno singlete y baja toxicidad para uno de los
derivados BODIPY. Por otra parte, los derivados 8-amino-BODIPY han sido evaluados en
laser de colorante encontrando que producen una alta eficacia de láser de hasta 63% y exhiben
altas fotoestabilidades.26

Otra de las aplicaciones que ha llamado la atención ha sido la de los sensores ratiométricos,
donde aprovechando las propiedades fluorescentes del BODIPY se puede funcionalizar
generalmente la posición meso para encontrar una respuesta fluorescente; ya sea a un cambio
de pH, polaridad o viscosidad del medio. Un ejemplo de esto es el estudio realizado por
Xochitiotzi y su equipo,27 los cuales sintetizaron híbridos BODIPY-fluoreno que presentaron
respuestas muy sensibles a los cambios de microviscosidad sin tener influencia dela
polaridad del disolvente.

2. EXTENSIÓN DE LA CONJUGACIÓN EN BODIPYs
El desarrollo en la diversidad de los derivados BOPIDY ha ido creciendo con el paso del
tiempo debido a la necesidad de encontrar compuestos que tengan mejores propiedades,
generalmente haciendo variaciones estructurales en los BODIPYs se logran estas mejoras
que permiten acercarse más a alguna nueva aplicación o a las anteriormente mencionadas.
En este contexto, uno de los campos de mayor interés es la obtención de derivados BODIPY
que puedan absorber y emitir en longitudes de onda mayores a 600 o 700 nm, ya que en
terapia fotodinámica y etiquetado biológico la absorción de las células y tejidos en agua, la
dispersión de la luz y la autofluorescencia se reducen significativamente al acercarse al
infrarrojo, lo que permite una penetración más profunda de la luz, que resulta en una terapia
y un diagnóstico eficaces.28 Los dispositivos fotovoltaicos, como celdas solares también
presentan ventajas en este intervalo espectral debido a la disminución de la brecha HOMO-
LUMO en el compuesto.29

Esquema 3. Estrategias para inducir desplazamiento batocrómico en el núcleo de BODIPY.

Para lograr la absorción y emisión a longitudes de ondas mayores a las mencionadas se debe
inducir un corrimiento batocrómico, lo cual se ha logrado principalmente con las tres
estrategias que se presentan en el esquema 3. I. Aza-BODIPY, que consiste en reemplazar el
átomo de carbono meso por un átomo de nitrógeno, el cual tiene un par de electrones no
enlazado que reduce la brecha energética entre el HOMO y el LUMO por la interferencia en
la configuración orbital de los pirroles; II. La inclusión de sustituyentes conjugados en las
posiciones 3 y 5 del BODIPY, mediante reacciones de acoplamiento catalizadas por metales
de transición, así como condensación de Knoevenagel; y III. Fusión de anillos, por medio de
la inserción de ciclos aromáticos en los enlaces a o b del BODIPY.28 Debido al enfoque de
este trabajo, a continuación, se detallan las dos últimas estrategias mencionadas.

10
2.1. SUSTITUYENTES CON CONJUGACIÓN EXTENDIDA
La extensión de la conjugación en el núcleo del BODIPY, suele llevarse a cabo en las
posiciones 1, 3, 5 y 7, siendo más comunes las posiciones 3 y 5 debido a que son las que
presentan un mayor carácter electrofílico, haciendo que sustituyentes en esta posición, como
metilos, presenten cierto carácter ácido. Esto permite la inserción de grupos estiril mediante
una condensación de Knoevenagel, partiendo de aldehídos aromáticos en condiciones básicas
suaves.30 Sin embargo, se ha encontrado que varios aldehídos con pobre densidad electrónica
no son reactivos bajo estas condiciones.31 En el esquema 4 se presentan los datos de
desplazamiento, de alrededor de 100 nm para el producto monoestirilado 6a y 200 nm para
el diestirilado 6b tanto en absorción como en emisión, lo cual se debe al grupo electrodonador
proveniente del aldehído 5.32–36

Esquema 4. Desplazamiento batocrómico por extensión de la conjugación en la posición 3 y 5 del
núcleo de BODIPY.

Al considerar el desplazamiento de la absorción o emisión por la inclusión de grupos
electrodonadores o conjugados en la posición meso, se encuentra que no se produce mayor
cambio debido a que los sustituyentes en esta posición tienden a no estar planos, es decir,
con cierta ortogonalidad respecto al sistema BODIPY, lo que impide una eficiente
transferencia electrónica.37 Este fenómeno se observa en la figura 4, donde se comparan los
desplazamientos producidos al introducir un grupo dimetilamino al fenilo sustituyente en la
posición meso, encontrando que no hay mayor cambio.32

Figura 4. Efecto en la absorción y emisión por extensión de la conjugación en la posición meso.

Otra alternativa para extender la conjugación en las posiciones 3 y 5 del BODIPY es mediante
acoplamientos catalizados por paladio, partiendo del BODIPY halogenado en las posiciones
mencionadas. En el esquema 5 se muestran los resultados del estudio llevado a cabo por
Rohand y colaboradores38 al realizar acoplamientos tipo Heck, Suzuki, Stille y Sonogashira
sobre el BODIPY 3,5-diclorado 8. Mediante la reacción de Heck también se logran sintetizar
los derivados mono y diestirilados (9e y 9f) que como se espera desplazan su absorción y
emisión a longitudes de onda más largas, teniendo estos derivados los mayores valores de
absorción y emisión. Los productos monosustituidos están desplazados al azul 20 a 50 nm
respecto a los disustituidos. Los derivados mono y dietinilarilos (9g y 9h) son los que más se
acercan a sus homólogos con enlace doble, pero teniendo rendimientos cuánticos mayores.38

Los productos de los acoplamientos de Stille y Suzuki no muestran grandes desplazamientos
al rojo, lo cual es de esperarse, ya que tienen un menor grado de conjugación respecto a sus
homólogos con enlaces dobles y triples como conectores. También es de resaltar los muy
bajos rendimientos cuánticos, aun menores a los del BODIPY diclorado 8. Esto es común en
este tipo de sistemas debido a la pérdida no radiativa de energía por la torsión del enlace C-
Ar, la cual en los homólogos con enlace doble y triple se encuentra más restringida.39

Esquema 5. Extensión de la conjugación mediante reacciones catalizadas por Pd.

A pesar de que en este caso no se presenta, es destacable mencionar que la inclusión de
grupos p-electrodonadores en el sustituyente aromático producen un mayor batocromismo e
incrementa el rendimiento cuántico, comparado con aquellos homólogos con los mismo
sustituyentes en posiciones orto.40

En general esta estrategia, permite tener sistemas con intensa absorción y emisión en largas
longitudes de onda (λ > 600 nm), alta transferencia de carga y dependencia de la fluorescencia
por la polaridad del disolvente. Estas propiedades han conducido a aplicaciones como
quimiosensores que emitan en el infrarrojo cercano (NIR)30,32,33 y en menor medida como
dispositivos fotovoltaicos orgánicos (OPVs)41 y OLEDs42.

13
2.2. CONJUGACIÓN EXTENDIDA POR FUSIÓN DE ANILLO
La extensión de la conjugación por inclusión de sustituyentes en las posiciones 3 y 5 se ha
visto que es una buena forma de obtener BODIPYs con largas longitudes de onda de
absorción y emisión, pero también se ha considerado que el principal problema de esta
estrategia es la baja rigidez y planaridad en los sistemas, lo que conlleva a que la absortividad
molar, fluorescencia y los rendimientos cuánticos no sean tan grandes como lo esperado.
Como ya se ha dicho, este problema surge debido a la libre rotación de los sustituyentes
conjugados respecto al núcleo de BODIPY. Una alternativa que surgió para contrarrestar esto
fue la inserción de anillos aromáticos fusionados, ya sea en los enlaces a o b del BODIPY;
lo que permite tener un sistema altamente conjugado, rígido y plano. Estos requerimientos
estructurales en un BODIPY llevan a evitar la desactivación no radiativa de estados
excitados, y produciendo un efecto batocrómico, lo que conlleva a que estos derivados tengan
mayor intensidad fluorescente, mayores rendimientos cuánticos y longitudes de onda de
absorción y emisión más largas respecto a los BODIPYs tradicionales.28

Una de las primeras estrategias para obtener BODIPYs fusionados con anillos aromáticos en
el enlaces a fue propuesta por Kang y Haugland,43 quienes patentaron una metodología para
obtener el bis(isoindolil)meteno de boro 15 como se muestra en el esquema 6. Efectivamente
estos derivados presentaron longitudes de onda más largas tanto para absorción como
emisión, así como rendimientos cuánticos altos.

Esquema 6. Síntesis de benzo-BODIPY fusionado en el enlace a.

A partir de esto Wu y colaboradores,44 sintetizaron una serie análoga a los preparados por
Kang (16a y 16b), conla diferencia de que se extendió aún más la conjugación en las
posiciones 3 y 5 del BODIPY y como era de esperarse esto se vio reflejado en un mayor
desplazamiento batocrómico (Figura 5).

Figura 5. Bis(isoindolil)metenos de boro con conjugación extendida en la posición α.

15
Debido al gran interés en estos sistemas fusionados en el enlace a del BODIPY surgieron
otras metodologías de síntesis, como la que presentó Wada y su equipo45 usando como
material de partida un norbornano derivado de pirrol (17) para construir el BODIPY 19 y
posteriormente mediante una reacción retro Diels-Alder obtener el sistema completamente
conjugado 20 (Esquema 7).

Shen y su grupo46 también emplearon esta ruta sintética para obtener una serie más amplia
de estos derivados y estudiar a fondo sus propiedades de absorción y emisión, encontrando
que efectivamente ocurría un desplazamiento batocrómico de aproximadamente 70 nm luego
de la retro Diels-Alder, ya que se aumentaba la conjugación, así como un aumento del
coeficiente de extinción y del rendimiento cuántico; a pesar de que el biciclo 19 presenta
rigidez no tiene mayor conjugación que el derivado benzo fusionado 20, el cual también es
un sistema rígido.

Esquema 7. Síntesis de benzo-BODIPY fusionado en el enlace a mediante retro Diels-Alder.

Esquema 8. Síntesis de benzo-BODIPY asimétrico fusionado en el enlace a.

Si bien los métodos de síntesis ya mencionados son útiles, presentan una desventaja, ya que
no permiten la obtención de derivados de BODIPYs fusionados en solo uno de los enlaces a.
Es por esto que Jiao y colaboradores47 desarrollaron una metodología para la obtención de
estos derivados (24) (Esquema 8), los cuales también presentan propiedades interesantes
respecto a sus análogos difusionados, pero como es de esperarse, debido al menor grado de
conjugación las longitudes de onda de absorción y emisión no son considerablemente
desplazadas al rojo.

Figura 6. Derivados BODIPY con conjugación extendida en el enlace b.

Los estudios acerca de BODIPYs fusionados no sólo se han limitado al enlace a, también
existen reportes de anillos fusionados en el enlace b, uno de los primeros estudios fue

17
realizado por Chen y su grupo,48 donde sintetizaron tres series de derivados BODIPY a partir
de pirroles benzo y heterociclo fusionados (Figura 6), siendo la ruta sintética de estos
precursores la base para obtener los BODIPYs altamente conjugados en el enlace b (25a-c)
y observando en general los mismo efectos de batocromismo que se presentan cuando la
sustitución es en el enlace a.

Debido a la complejidad para acceder a las materias primas empleadas en el estudio
anteriormente mencionado, se han desarrollado metodologías menos complejas para obtener
estos tipos de derivados, este es el caso de la síntesis del BODIPY bifenil-fusionado (28)
reportada por Hayashi y su equipo,49 donde en una ruta sintética más sencilla se logran
obtener estos derivados altamente conjugados que se muestran en el esquema 9.

Esquema 9. Síntesis de BODIPY con conjugación extendida en el enlace b.

Algunos de los estudios más recientes sobre cómo extender la conjugación en el enlace b del
BODIPY se han basado en tomar como materia prima el indol y derivados de éste para
obtener sistemas sencillos, simétricos y asimétricos en cuanto a la sustitución del BODIPY.
Esto es el caso de los compuestos 29, 30 y 31 presentados en la figura 7, en donde se observa

18
que mediante rutas sintéticas sencillas se logró obtener dos BODIPYs fusionados
asimétricamente (29 y 31) y uno simétrico (30).

Llama la atención de estos tres derivados el poco desplazamiento hacia el rojo y la ausencia
de fluorescencia, lo cual es consecuencia de una transferencia electrónica intramolecular
ineficiente y a la pérdida de energía por medios no radiativos debido a la rotación de los
enlaces C-Ar. Se considera también que un anillo bencénico fusionado no genera una
conjugación tan extendida como la sustitución en las posiciones 3 y 5, pero aun así se observa
el efecto batocrómico respecto al BODIPY sin anillos fusionados.13

Figura 7. BODIPY con conjugación extendida sintetizados a partir de indoles.

Shimogawa y colaboradores14 realizaron un estudio muy similar al descrito en la figura 7,
encontrando resultados semejantes, como poco desplazamiento a largas longitudes de onda
y baja fluorescencia (Figura 8), aunque los estudios electroquímicos muestran que la
inclusión del grupo benzo-fusionado da un carácter más electroatractor al núcleo de
BODIPY.

Figura 8. BODIPYs con conjugación extendida sintetizados por Shimogawa y colaboradores.

En general, los derivados BODIPYs por fusión de anillo presentan prácticamente las mismas
propiedades que los derivados con sustituyentes conjugados en las posiciones 3 y 5. Aunque,
debido a que la extensión de la conjugación es menor en la fusión de anillo, las longitudes de
onda de absorción y emisión no son tan grandes (λ > 550 nm). Además, al ser sistemas más
rígidos y planos se favorece aún más la transferencia de carga, aunque se sigue teniendo la
dependencia de la polaridad del disolvente en el fenómeno de fluorescencia. Otra propiedad
destacable es que aumenta la capacidad electroaceptora del núcleo de BODIPY.14 Todo esto
ha enfocado a la aplicación de estos sistemas en dispositivos fotovoltaicos orgánicos
(OPVs),49 electroópticos46 y en menor proporción a quimiosensores.45

3. BIS-BODIPYs
Como ya se ha mencionado, el núcleo de BODIPY tiene varias propiedades, lo que ha llevado
a profundizar en el estudio de muchos de sus derivados, como es el caso de la extensión de
la conjugación antes presentada. Otro campo explorado ha sido el estudio de las propiedades
fotofísicas de compuestos que posean en su estructura más de una unidad de BODIPY,
encontrando que las moléculas 33 y 34 (Figura 9) tienen diferentes grados de libertad
rotacional, lo que altera considerablemente el comportamiento de la transferencia de carga
intramolecular, mientras el compuesto 34 con conector fenilo sufre un rápido decaimiento no
radiativo al estado fundamental, el compuesto 33 sin conector, tiene una transferencia de

20
carga intramolecular de larga duración con un rendimiento cuántico de fluorescencia
moderado.50

Figura 9. Compuestos bis(BODIPY) con y sin conector.

Figura 10. Derivados bis(BODIPY) con diferentes conectores.

21
De igual forma, Kesavan y su grupo,51 estudiaron los bis(BODIPY) evaluando diferentes
conectores (Figura 10), encontrando que el ángulo diedro entre el conector y el núcleo de
BODIPY fue menor en comparación al de los monómeros análogos. Esto conlleva a un
aumento de las interacciones entre las dos unidades BODIPY en la molécula, lo cual se ve
reflejado en cambios anódicos en sus potenciales de reducción.

Este tipo de derivados ha generado el interés de conocer los cambios en las propiedades de
los BODIPYs tradicionales cuando se extiende el conector y se incluyen más grupos
BODIPY; recientemente se ha encontrado que estos colorantes multicromofóricos pueden
mejorar las propiedades de absorción de dos fotones en la región de infrarrojo cercano, sin
perder las excelentes propiedades fotoluminiscentes52 (Figura 11).

Figura 11. Derivados bis y tris BODIPY con extensión del conector.

4. CUMARINAS
La 2H-cromen-2-ona, ampliamente conocida como cumarina, es un compuesto heterocíclico
aromático formado por dos anillos de 6 miembros fusionados, siendo uno de estos una
lactona53 (Figura 12).

Figura 12. Estructura de la 2H-cromen-2-ona (cumarina).

Pertenece al grupo de los flavonoides, por lo que muchos de sus derivados suelen encontrarse
en frutos y semillas de plantas como Aegle marmelos, Tetrapleura tetráptera, Ferulago
campestris, Murrayapaniculata, entre otras. Algunos de los derivados más conocidos de las
cumarinas son la Warfarina, Umbeliferona, Esculetina, Herniarin, Psoraleno e Imperatorina54
y se caracterizan por tener muchas propiedades farmacológicas como anticoagulantes,55
antibacteriales,56 antidepresivos,57 antimicrobiales,58 antioxidantes,59 antiinflamatorios,60
antitumorales61 y antivirales.62

Sumado a esto, las cumarinas también se caracterizan por poseer interesantes propiedades
fotofísicas como alta absortividad molar e intensa fluorescencia. Esto ha llamado la atención
en estudiar estos sistemas para ser aplicados en dispositivos electroópticos, principalmente
como sensibilizadores de celdas solares (DCSs)63 o diodos emisores de luz orgánicos
(OLEDs).64

4.1. SÍNTESIS

4.1.1. Síntesis de Pechmann
Esta metodología se basa en la ciclocondensación de un fenol con un β-cetoéster en medio
ácido,65 como se muestra en el esquema 10.

La reacción se lleva a cabo mediante una SEAr del β-cetoéster protonado sobre el fenol, para
luego de una lactonización con pérdida de agua obtener la cumarina sustituida en las
posiciones 3 y 4.

Esquema 10. Síntesis de cumarinas de Pechmann.

4.1.2. Síntesis de Knoevenagel
Derivados de salicilaldehído se hacen reaccionar con compuestos con hidrógenos ácidos en
medio básico, regularmente se emplea piperidina. Esto genera un intermediario α,β-
insaturado como producto de una condensación de tipo aldólica; el cual se cicla para generar
el derivado del ácido 3-cumarínico.66 Cabe mencionar que esta metodología se lleva a cabo
en condiciones más suaves que la síntesis de Perkin, que emplea salicilaldehídos y anhídrido
acético.

Esquema 11. Síntesis de cumarinas de Knoevenagel.

4.1.3. Síntesis de Perkin
Como se mencionó anteriormente, la síntesis de Perkin se lleva a cabo a partir de
salicilaldehídos con anhídrido acético y acetato de sodio o en su defecto por
ciclocondensación con 1,1-dimorfolinoeteno.67 Esta metodología tiene como ventaja que se
puede obtener la cumarina sin sustituyentes, es decir, con todas sus posiciones libres para
realizar posteriores reacciones sobre estas.

Esquema 12. Síntesis de cumarinas de Perkin.

4.1.4. Ciclocondensación catalizada por Pd(0)
Esta síntesis se lleva a cabo mediante la ciclocondensación catalizada por Pd(0) entre un
fenol con sustituyente electrodonador y un alquinoato, dando generalmente buenos
rendimientos; por lo que es una buena alternativa a la síntesis de Peckman cuando ésta no
tiene rendimientos satisfactorios.68

Esquema 13. Síntesis de cumarinas por ciclocondensación catalizada por Pd(0).

4.2. REACTIVIDAD
Las reacciones que típicamente experimentan las cumarinas son adiciones al enlace doble
C3/C4, siendo C3 más reactivo hacia SEAr debido al carbonilo que se encuentra en posición
α. Un ejemplo de la reactividad sobre el enlace doble C3/C4 es la bromación que se lleva a
cabo mediante un mecanismo de adición-eliminación (Esquema 14).69

Esquema 14. Bromación de la posición 3 de la cumarina.

La O-alquilación también puede transcurrir cuando se emplean reactivos muy electrofílicos,
como por ejemplo la sal de Meerwein ((Et3O)BF4) que da lugar a el ion benzopirilio.

Esquema 15. O-alquilación de la cumarina.

Las cumarinas también pueden llevar a cabo apertura de la lactona cuando se tratan con
nucleófilos fuertes, lo cual sucede cuando se hacen reaccionar con ion hidróxido formándose
el dianión del ácido (Z)-o-hidroxicinámico 48, que puede estabilizarse por metilación con
sulfato de dimetilo, pero si la reacción es prolongada se genera el isómero (E) 49. La lactona
puede regenerarse con la adición de ácido.

Esquema 16. Reacción de apertura de la lactona en medio básico.

Los reordenamientos también suelen llevarse a cabo en las cumarinas, como es el caso de la
4-clorometilcumarina 51 que en medio básico se abre la lactona y posterior a una sustitución

26
nucleofílica intramolecular y tratamiento ácido se genera el ácido 2-(benzofuran-3-il) acético
54 como se muestra en el esquema 17.

Esquema 17. Contracción de la cumarina mediante reordenamiento.

4.3. APLICACIONES
Los mayores campos de aplicación de las cumarinas han sido el biológico y farmacológico,
debido a las propiedades mencionadas anteriormente; sin embargo, muchas cumarinas
presentan propiedades luminiscentes como fluorescencia, lo que ha llevado a explotar esta
propiedad ya sea en el ámbito biológico o en otros campos como el de los materiales
orgánicos. Por ejemplo, los derivados cumarina-quinolinio (Esquema 18) han mostrado
potencial aplicación como sondas fluorescentes para detección ratiométrica de sulfito en
células vivas.70

Esquema 18. Derivados cumarina-quinolinio como sondas fluorescentes.

27
De manera similar, Cao y colaboradores71 diseñaron y sintetizaron un hibrido BODIPY-
cumarina (57) para ser empleado como un sensor ratiométrico de aniones fluoruro, resultando
altamente selectivo (Figura 13).

Figura 13. Hibrido BODIPY-cumarina como sensor ratiométrico de aniones fluoruro.

En otras investigaciones se han sintetizado derivados cumarínicos y se han evaluado sus
propiedades fotofísicas y electroquímicas para ser aplicadas en dispositivos fotovoltaicos
como celdas solares (Figura 14), obteniendo eficiencias de conversión de energía del 5.2%.72

Figura 14. Derivados cumarínicos con posibles aplicaciones fotovoltaicas.

También se han ensayado derivados cumarínicos como dopantes en dispositivos OLED
dándole mayor eficiencia al dispositivo (Figura 15).73

Figura 15. Derivado cumarínico empleado como dopante en dispositivos OLED.

28
En general las propiedades fotofísicas de las cumarinas y los informes respectos a sus
aplicaciones en materiales hacen interesante la funcionalización del bis(indolil)meteno de
boro con estos heterociclos en busca de un sistema rígido con una mayor transferencia de
carga intramolecular que permita potenciar las propiedades ya descritas tanto de BODIPYs
como de cumarinas.

Debido a esto y teniendo en cuenta todo lo mencionado respecto a BODIPYs y cumarinas,
es de gran interés establecer rutas de síntesis más sencillas para la obtención de derivados de
BODIPYs benzofusionados en el enlace b, con diferentes sustituyentes en la posición meso,
tales como grupos arilo y cumarinas, así como dímeros con conectores fenilo. Esto con el fin
de explorar los cambios en las propiedades fotofísicas al realizar esta modificación
estructural y con base a esto determinar una posible aplicación electroóptica.

29
II. OBJETIVO

Diseñar y sintetizar tres series de bis(indolil)metenos de boro análogos de BODIPY, con
sustituyentes arilo y cumarina en la posición meso, así como dímeros con conectores fenilo.
Esto con el fin de estudiar el efecto de la conjugación extendida en las propiedades fotofísicas
y determinar si son prometedores para una posible aplicación electroóptica.

30
III. ANÁLISIS DE RESULTADOS

El diseño de la síntesis de los compuestos deseados se dividió en tres series; en la primera,
se varió el sustituyente arilo de la posición meso; en la segunda, se intentó obtener los dímeros
con conectores fenilo; y en la tercera, el propósito fue insertar un núcleo de cumarina en la
posición meso. A continuación, se presentan y discuten los resultados obtenidos para cada
serie.

1. SERIE A: Bis(3-metilindolil)metenos de boro meso sustituidos
El desarrollo de esta serie se planteó como una ruta de síntesis de 3 pasos, basándose en
metodologías reportadas en la literatura. Se sintetizaron los intermediarios bis(3-
metilindolil)metano 1a-c en buenos rendimientos, mediante unaSEAr sobre el 3-metilindol
(escatol) I y un aldehído aromático II.74,75 Posteriormente, siguiendo las metodologías
empleadas para la síntesis de BODIPYs se llevó a cabo una reacción one-pot donde
inicialmente se oxidó 1 y finalmente se complejó el bis(indolil)meteno con BF3·OEt2 en
medio básico para obtener 2 como se muestra en el esquema 19.76 De los compuestos
obtenidos en esta serie, 2b y 2c no se han encontrado informados en la literatura, y 2a, aunque
está patentado no se especifica su metodología de síntesis y se obtiene en muy bajos
rendimientos (7%).77

Esquema 19. Ruta de síntesis para obtener la serie de compuestos 2a-c.

31
Es importante mencionar que se seleccionó el 3-metilindol como material de partida en todas
las series debido a que la posición más reactiva del indol hacia una SEAr es la 3, por lo cual
al bloquear esta posición la SEAr estaría forzada a llevarse a cabo en la posición 2. Esto
también conduce a emplear un medio de reacción ácido para permitir una activación del
carbonilo del aldehído, obteniendo un electrófilo más fuerte que favorezca la espontaneidad
de la reacción.

Esquema 20. Mecanismo de reacción propuesto para la obtención de 1.

Basándose en un estudio mecanístico ya reportado en la literatura,78 se presenta en el esquema
20 el mecanismo de reacción para el primer paso de síntesis, donde se muestra la activación
del carbonilo en medio ácido, sufriendo una adición del enlace doble C2/C3 del 3-metilindol
para generar un intermediario cargado que rápidamente es desprotonado por el disolvente
para regenerar la aromaticidad del sistema. El alcohol obtenido se protona debido al medio
ácido, convirtiéndose en buen grupo saliente, lo cual facilita el ataque nucleofílico por parte
de una segunda molécula de 3-metilindol, generando una vez más un intermediario cargado
que rápidamente se desprotona para producir el bis(3-metilindolil)metano correspondiente 1.
Para la obtención de 1a y 1b se empleó ácido sulfúrico y etanol, en cambio para 1c se usó
ácido clorhídrico y metanol. Esta discrepancia de condiciones se debe a que cuando se intentó
sintetizar 1c con H2SO4/EtOH la reacción era muy tardada, observando un remanente de
materia prima después de 72 h, lo cual no sucedía con 1a y 1b que máximo a las 24 h ya se

32
completaba la reacción. Debido a esto se probó una metodología con condiciones más
drásticas, las cuales permitieron reducir el tiempo de reacción a 12 h y con rendimientos
aceptables. A pesar de esta mejoría no se alcanzó a ensayar estas condiciones para la
obtención de 1a y 1b. Se debe tener en cuenta que estas diferencias están relacionadas con
los sustituyentes para presentes en el aldehído, ya que al tener grupos electroatractores el
carbonilo será más reactivo a una adición nucleofílica, entonces en un medio fuertemente
ácido el grupo N,N-dimetilamino puede protonarse aumentando su poder electroatractor,
permitiendo así que el carbonilo reaccione más fácilmente con el 3-metilindol.

Para comprobar la obtención de los bis(3-metilindolil)metanos 1 se caracterizó cada uno de
estos mediante RMN 1H y RMN 13C, a continuación, se presentan e interpretan dichos
espectros para 1b.

Figura 16. Espectro de RMN 1H a 300 MHz en CDCl3 del compuesto 1b.

La figura 16 muestra el espectro de RMN 1H para 1b, donde se observa a campo alto (2.16
ppm) una señal simple que integra para seis hidrógenos correspondientes a los metilos debido

33
a la mayor protección electrónica; a 5.94 ppm se presenta otra señal simple que integra para
un hidrógeno correspondiente a H-8, teniendo en cuenta los tres fragmentos aromáticos que
lo rodean la densidad electrónica de estos refuerza el campo magnético aplicado y por esto
se termina desplazando a campo bajo. En la región aromática se alcanzan a distinguir 5
señales, la menos desplazada, un doble a 7.07 ppm con J = 8.1 Hz que integra para dos
hidrógenos que debe corresponder a los H-10 meta al bromo en el fenilo de la posición meso,
ya que están más lejos de un grupo electroatractor que los desprotegería; lo cual es el caso de
la señal doble en 7.46 ppm con J = 8.1 Hz que corresponde a los H-11 orto por estar más
cerca del bromo y la J confirma el acoplamiento entre H-10 y H-11. El múltiple que se
observa en 7.15 ppm es producto del solapamiento de las señales triple de doble (por el
acoplamiento con H-4, H-6 y H-7) de H-5, y la señal de H-6 con la misma multiplicidad lo
que se confirma con las J = 7.0 y 1.7 Hz. Debido a que H-5 y H-6 tienen ambiente químico
similar en la estructura química, no será mucha la diferencia en sus desplazamientos
químicos, a pesar de esto y luego de medir las J se puede considerar que H-5 está más lejos
del nitrógeno por lo que estará más protegido y en consecuencia H-6 un poco menos
protegido, lo que conlleva a decir que a 7.13 ppm aparece H-5 y a 7.17 ppm se encuentra H-
6. En 7.24 ppm se encuentra H-7 que debería aparecer como un doble de doble de dobles,
pero al traslaparse con la señal del disolvente aparece como un múltiple que integra para dos
hidrógenos. Algo similar sucede con la señal en 7.55 ppm que integra para cuatro hidrógenos
que deben corresponder a H-4 y H-1, donde H-4 debería aparecer con la misma multiplicidad
de H-7 y H-1 como una señal simple más desplazada por estar enlazado un átomo más
electronegativo, pero las señales se terminan traslapando en una sola señal múltiple.

Un comportamiento similar se aprecia en el espectro de RMN 13C (Figura 17), en donde a
campo alto en 8.6 ppm y 40.4 ppm se observan las señales de los metilos y de C-8. En la
región aromática se tiene C-3 como el carbono menos desplazado debido al efecto protector
del metilo sustituyente. Luego, en 110.9 ppm está C-7, que no se desplaza mucho por su
posición “orto” respecto al nitrógeno, el cual involucra su par de electrones libres en el
sistema aromático lo que genera un efecto de protección. De igual forma sucede con C-4, que
al estar más alejado al nitrógeno aparece en 118.6 ppm. El mismo efecto se observa con C-6

34
y C-5. Ahora bien, en 129.5 ppm está C-3a como una señal poco intensa típica de carbonos
cuaternarios; ya en 130.2 y 132.2 ppm aparecen C-10 y C-11 respectivamente, mostrándose
el mismo efecto de desprotección que en RMN 1H. Por último, se tiene a C-2 y C-7a muy
desplazados por su enlace con el nitrógeno y a C-9 como el carbono más desplazado debido
al campo magnético del sistema aromático.

Figura 17. Espectro de RMN 13C a 75 MHz en CDCl3 del compuesto 1b.

Una vez obtenido y caracterizado el compuesto 1, se llevó a cabo la síntesis de los bis(3-
metilindolil)metenos de boro 2, realizando la oxidación de 1 con 2 equivalentes de DDQ en
atmósfera inerte de N2 para impedir la descomposición de este por la humedad del ambiente.
Generalmente se reporta en la literatura el uso de 1 o 1.5 equivalentes de DDQ, pero debido
a que estos sistemas son más voluminosos existe un factor estérico que limita la sustracción
del hidruro de la posición 8. Esto se ve más claramente en el mecanismo de reacción
propuesto para esta transformación (Esquema 21). A pesar de que este mecanismo aún está

35
en discusión y existen otras propuestas, la transferencia de hidruro al núcleo de benzoquinona
y la posterior abstracción de un hidrógeno es una idea ampliamente aceptada.79

Esquema 21. Mecanismo de reacción propuesto para la obtención de 2.

El mecanismo de reacción para la formación de 2 muestra que la base sustrae un hidrógeno
del bis(indolil)meteno lo cual permite la complejación con el boro, aunque se debe tener en
cuenta que la base, en este caso trietilamina (TEA) también compite para complejarse con el
boro formando sales, lo que probablemente es la principal causa de los bajos rendimientos
de reacción.

En la figura 18 se presenta el espectro RMN 1H de 2b, del cualse destaca principalmente la
desaparición de la señal en 5.94 ppm de H-8, lo que comprueba la oxidación de 1b, así mismo
la señal de los N-H ya no se observa y la suma de las integrales de las señales da un total de
18 hidrógenos, 3 menos que el precursor 1b, lo que indica que la complejación con el boro
se ha llevado a cabo. Las señales por debajo de 1.79 ppm son debido a grasas de los
disolventes empleados en la purificación; a pesar de hacer lavados con disolventes destilados
no se logró suprimir estas señales. Hay que tener en cuenta que la numeración de 2 cambia
respecto a la de 1 debido a que la numeración cambia al darle su nombre según la IUPAC.

Figura 18. Espectro de RMN 1H a 300 MHz en CDCl3 del compuesto 2b.

Debido a que el fragmento bis(indolil)meteno de boro de 2b se vuelve más electroatractor,
H-10 se desprotege y se desplaza a campo bajo, pero este efecto es menor sobre H-11 al estar
más lejos. H-2 no se ve muy afectado por la inserción del boro, pero H-4 y H-1 si se mueven
a campo bajo debido a la desprotección producto de la deficiencia de carga en el sistema.

El espectro de RMN 13C de 2b se muestra en la figura 19, donde se observa la aparición de
una nueva señal aromática en 134.0 ppm correspondiente al carbono meso y la desaparición
de la señal de C-8 en 40.4 ppm. La señal de C-3 en 1b se desplaza hasta 132.5 ppm (C-8 en
2b) como consecuencia de la disminución de densidad electrónica en el núcleo
bis(indolil)meteno. Esto conlleva a que el resto de las señales de desplacen ligeramente a
campo bajo, pero siguiendo el mismo patrón observado en 1b.

Figura 19. Espectro de RMN 13C a 100 MHz en CDCl3 del compuesto 2b.

A pesar de que los espectros de RMN 1H y RMN 13C dan evidencia de que se obtuvo el
producto deseado, esto se corrobora con los espectros de RMN 19F y RMN 11B que se
presentan en la figura 20. El espectro de RMN 19F muestra una sola señal cuádruple en -146.4
ppm, un desplazamiento característico para estos sistemas. Esta multiplicidad es producto
del acoplamiento del flúor con los cuatro estados de espín 3/2 del boro. Por otro lado, el
espectro de RMN 11B presenta una sola señal triple característica en -4.75 ppm debido al
acoplamiento con los dos átomos de flúor. Todo esto, sumado a las constantes de
acoplamientos boro-flúor confirman la complejación del grupo BF2 y la obtención del
producto deseado 2b.

(a) (b)
Figura 20. Espectros de (a) RMN 19F a 282.2 MHz y (b) RMN 11B a 128.3 MHz en CDCl3 del
compuesto 2b.

La caracterización de 2b se complementó realizando un espectro de infrarrojo (Figura 21)
para identificar los principales enlaces de la molécula, donde se observa a 3068 cm-1 los
enlaces Car-H y a 2922 cm-1 los estiramientos Calf-H. El enlace Car-Car se presenta en 1606
cm-1, a 1506 cm-1 aparece el enlace Car-N y a frecuencias más bajas están los enlaces B-N en
1300 cm-1 y B-F en 1236 cm-1. La principal diferencia respecto al espectro IR reportado en
la literatura para 1b80 es la desaparición del estiramiento N-H en 3411 cm-1 y la aparición de
los estiramientos B-N y B-F.

Para analizar las propiedades fotofísicas de los compuestos 2a-c se realizaron espectros de
ultravioleta-visible (UV-Vis) los cuales se presentan superpuestos en la figura 22.

Figura 21. Espectro de infrarrojo (ATR FT-IR) del compuesto 2b.

Figura 22. Espectro normalizado de UV-Vis en CH2Cl2 de los compuestos 2a, 2b y 2c a
1x10-5 mol L-1.

Se observa en los espectros UV-Vis un comportamiento muy similar para los tres
compuestos, teniendo cada uno dos bandas de absorción una muy poco intensa y otra muy
intensa en las mismas regiones de longitud de onda, en la tabla 1 se detallan estos valores y
se comparan con los BODIPYs análogos.
3600 3400 3200 3000 2800 2600 2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400
20
24
28
32
36
40
44
48
52
56
60
64
68
72
76
80
84
88
92
96
100
%
T
cm
-1
300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
A
b
so
rb
a
n
ci
a
N
o
rm
a
li
za
d
a
 (nm)
2a
2b
2c
3068
Car – H

2922
Calf – H

1606
Car – Car

1506
Car – N

1300
B – N

1236
B – F

40
Tabla 1. Valores de λabs y ε de los compuestos 2a-c y de los análogos BODIPY tomados como
referencia.
Compuesto
Concentración
[mol L
-1
] x 10
-5

λ1 (nm) ε (cm
-1
mol
-1
L) λmáx (nm) ε (cm
-1
mol
-1
L)
2a 1.20 383 9888 559 73333

Análogo 2a81
- - - 500 45709
2b 1.00 382 5866 560 37314

Análogo 2b82
- 352 18800 503 63000
2c 1.08 355 7117 556 59039

Análogo 2c83
- - - 491 66069

La primera banda de absorción es muy débil, como lo indican los valores de ε, y según la λ1
esta transición correspondería a π → π* del fenilo sustituyente en la posición meso. Las
bandas de máxima absorción alrededor de 560 nm son muy intensas y corresponderían a
transiciones π → π* del núcleo bis(3-metilindolil)meteno de boro. Además, al comparar las
λmáx con la de los análogos 2a-c se ve claramente el desplazamiento batocrómico de

41
alrededor de 60 a 65 nm por la inclusión del anillo aromático en el enlace b del BODIPY,
aunque la intensidad de absorción sólo se ve aumentada para 2a.

Por otra parte, también se realizó un estudio cualitativo de fluorescencia del compuesto 2a,
donde se ensayaron diferentes disolventes (CH2Cl2, isopropanol, hexano y DMSO). En la
figura 23 se presentan los espectros de emisión en cada disolvente, donde se observa entre
400 y 510 nm una respuesta fluorescente casi despreciable cuando se empleó CH2Cl2,
isopropanol y DMSO, mientras que en hexano no se presentó emisión. Esto correspondería
a la banda de absorción de 383 nm. Sin embargo, sólo se observó una respuesta fluorescente
a 589 nm en DMSO, aunque la intensidad es baja. Teniendo en cuenta que la constante
dieléctrica del DMSO es la más alta entre los disolventes ensayados, se podría inferir una
dependencia de la fluorescencia de 2a por la polaridad del medio. Sin embargo, para
comprobar este comportamiento se tendría que realizar un estudio más detallado con
concentraciones conocidas, con un mayor número de disolventes de diferente polaridad y,
además, evaluar el efecto de la viscosidad del medio para determinar cómo afectan estos
factores la respuesta fluorescente de 2a, 2b y 2c.

Figura 23. Espectro cualitativo de fluorescencia de 2a (λexc = 380 nm) en CH2Cl2, isopropanol,
hexano a 4x10-6 mol L-1 y DMSO a concentración desconocida.

390 420 450 480 510 540 570 600 630 660 690 720 750
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
In
te
n
si
d
a
d
F
lu
o
re
sc
en
te
(
u
.
a
.)
(nm)
CH2Cl2
Isopropanol
Hexano
DMSO

42
Hay que resaltar de este estudio cualitativo de fluorescencia de 2a que se ha encontrado una
respuesta fluorescente, a pesar de que se ha informado en la literatura que análogos de estos
compuestos no muestran emisión de luz en CH2Cl2 como disolvente.13,14

Por último, también se realizó análisis elemental para los compuestos 2a y 2b, encontrando
que los porcentajes calculados de carbono, hidrógeno y nitrógeno fueron consistentes con los
porcentajes obtenidos experimentalmente.

2. SERIE B: Dímeros bis(3-metilindolil)metenos de boro

2.1. 1,4-Bis(6,6-difluoro-12,14-dimetil-6-bora-5,7-diazaindeno[2,1-b]fluorenil)-
benceno (4)
Para el desarrollo de esta serie se planteó sintetizar dímeros bis(3-metilindolil)metenos de
boro unidos por uno y dos fenilos como conectores, basándose en las metodologías
empleadas en la serie A. Inicialmente se presentan y discuten los resultados obtenidos para
el dímero con un solo conector fenilo 4a, que se llevó a cabo mediante la ruta sintética
mostrada en el esquema 22.

Para la síntesisde 4a se siguió la misma metodología empleada en la serie A, donde se partió
de 3-metilindol y tereftaldehído (IId) en medio ácido para obtener con un rendimiento
aceptable el intermediario 3, el cual se caracterizó por RMN 1H y RMN 13C para comprobar
la obtención de éste.

Esquema 22. Ruta de síntesis para obtener los compuestos 4a-b.

En la figura 24 se presenta el espectro RMN 1H de 3, observándose básicamente el mismo
comportamiento en cuanto a desplazamiento químico y multiplicidad respecto a los análogos
1. Se observan las señales características del metilo en 2.17 ppm, así como la de H-8 en 5.97
ppm, también se tiene la señal múltiple centrada en 7.14 ppm por el traslape de las señales
de H-5 y H-6. La señal de H-10 corresponde a los hidrógenos equivalentes del fenilo por lo
cual es muy intensa. H-7 presenta el mismo comportamiento que en el compuesto 1b, y las
señales de H-4 y H-1 ahora si se logran distinguir, identificando a H-1 por estar más
desplazada y ancha debida al enlace con el nitrógeno.

Figura 24. Espectro de RMN 1H a 300 MHz en CDCl3 del compuesto 3.

De igual manera, el espectro RMN 13C para el compuesto 3 (Figura 25) concuerda con la
estructura del mismo, ya que presenta doce señales, dos correspondientes a los metilos y al
metino (C-8), además de 10 señales aromáticas, donde los cuatro carbonos del fenilo
aparecen como una sola señal en 129.5 ppm (C-10).

Para la obtención de 4a se partió de 3 usando la misma metodología que para 2, pero a pesar
de que en cromatografía de capa fina (CCF) se pudo ver la desaparición de la materia prima
y la aparición de dos nuevos productos, estos nunca pudieron separarse y la mezcla obtenida
siempre tuvo rendimientos de trazas.

Figura 25. Espectro de RMN 13C a 75 MHz en CDCl3 del compuesto 3.

En la tabla 2 se muestran todas las variaciones realizadas en la metodología para tratar de
aumentar el rendimiento de 4a, lo cual no se logró. A pesar de esto se pudo realizar un
espectro de RMN 19F (Figura 26) de la mezcla de los dos compuestos, que revela una señal
cuádruple en -150.0 ppm característica de la complejación del grupo BF2; lo que permite
afirmar que se obtuvo a 4a y 4b.

Tabla 2. Cantidades de BF3·OEt2 y Et3N ensayadas para la síntesis 4a.
Equivalentes de BF3·OEt2 Equivalentes de Et3N Rendimiento
20 15 Trazas
40 30 Trazas
80 60 Trazas
100 80 Trazas

Figura 26. Espectro de RMN 19F a 282.2 MHz en CDCl3 de la mezcla de 4a y 4b.

2.2. 4,4'-Bis(6,6-difluoro-12,14-dimetil-6-bora-5,7-diazaindeno[2,1-b]fluorenil)-1,1'-
bifenil (7)
La síntesis del dímero con conector bifenilo 7 (Esquema 23) se llevó a cabo a partir de una
reacción de acoplamiento cruzado tipo Suzuki-Miyaura entre 1b y el ácido 4-
formilfenilborónico IIe para obtener el aldehído intermediario 5, éste se hizo reaccionar en
condiciones ácidas con el 3-metilindol para obtener el compuesto 6. A partir de este se intentó
preparar 7 pero no se tuvo éxito; sin embargo, los intermediaros 5 y 6 obtenidos con
rendimientos aceptables no se han encontrado informados en la literatura, por lo cual se hace
relevante reportarlos en este trabajo.

Esquema 23. Ruta de síntesis para obtener el compuesto 7.

En la figura 27 se presenta el espectro RMN 1H de 5, el cual muestra la señal simple del
hidrógeno del aldehído como la más desprotegida en 10.03 ppm, así como las señales simples
de los metilos y del metino como las más protegidas. En la región aromática se observa la
señal múltiple característica de H-5 y H-6, el múltiple de H-7 y la señal simple y ancha de
H-1. H-11 aparece como una señal doble por el acoplamiento con H-10 (J = 8.4 Hz), sin
embargo, H-10 se encuentra levemente traslapada con H-4, lo que da una integración de
cuatro hidrógenos. Las señales más desplazadas en esta región son los dobles H-14 y H-15
respectivamente, debido a la cercanía del grupo electroatractor formilo.

Figura 27. Espectro de RMN 1H a 300 MHz en CDCl3 del compuesto 5.

El espectro de RMN 13C (Figura 28) confirma la obtención de 5, ya que se observan las
diecinueve de señales esperadas, de las cuales se destaca la señal del aldehído en 191.9 ppm.
También se observa la señal de los metilos a campo alto, y un poco más desplazada la señal
de C-8. De igual forma en la región aromática las señales características del fragmento 1b
son observadas y no se altera en gran medida su desplazamiento químico. Sobresale, así
mismo, la aparición de las señales de C-13, C-14, C-15 y C-16, correspondientes al fragmento
4-formilfenilo. También hay que resaltar que C-13 se encuentra más desplazado a campo
bajo que C-16 considerando que este último está directamente enlazado al grupo formilo.
Esto se explica por el campo magnético del sistema aromático, el cual como ya se ha
mencionado refuerza el campo magnético aplicado, por ende, al estar C-13 más adentrado en
la nube electrónica aromática sentirá este efecto en mayor proporción que C-16.

Figura 28. Espectro de RMN 13C a 75 MHz en CDCl3 del compuesto 5.

El compuesto 6 se logró obtener luego de la reacción de condensación de 5 con el escatol,
esto se confirmó con los espectros de resonancia magnética nuclear. En la figura 29 se
presenta el espectro de RMN 1H, donde se ven menos señales respecto a 5 debido a la simetría
de la molécula. Aparecen las señales características a campo alto de los metilos y del metino
H-8; así mismo en la región aromática se encuentra la señal múltiple debido al traslape de H-
6 y H-5, así como una señal ancha centrada en 7.26 ppm correspondiente a la sobreposición
del disolvente junto con H-7 y H-10. H-4 y H-11 también muestran traslape, aunque H-1 si
se observa como una señal simple ancha. Es remarcable también la desaparición de la señal
del aldehído alrededor de 10 ppm.

Figura 29. Espectro de RMN 1H a 300 MHz en CDCl3 del compuesto 6.

El espectro de RMN 13C de 6 (Figura 30) también muestra la desaparición del aldehído,
reduciéndose el número de señales con respecto a 5 debido a la simetría generada en la
molécula por la inserción de las dos moléculas de escatol. Los desplazamientos químicos de
las señales obtenidas son muy similares a las de 1b, observándose los metilos y el metino
(C-8) a campo alto, así como las señales aromáticas de lo fenilos conectores y de los
fragmentos indólicos.

Figura 30. Espectro de RMN 13C a 75 MHz en CDCl3 del compuesto 6.

3. SERIE C: Derivado bis(3-metilindolil)meteno de boro-cumarina
El diseño de esta serie se hizo pensando en mejorar las propiedades fluorescentes de los
compuestos obtenidos en la serie A, teniendo en cuenta que la 7-dietilaminocumarina es un
buen fluoróforo. Para lograr esto se planteó una ruta sintética de 4 pasos (Esquema 24),
siendo los dos primeros una síntesis de Knoevenagel, partiendo del 7-
dietilaminosalicilaldehído III, malonato de dietilo y una posterior descarboxilación en medio
ácido para obtener la 7-dietilaminocumarina 8. Posteriormente se realizó una formilación de
Vilsmeier-Haack en la posición 3 para obtener así el compuesto 9,84 el cual se condensó en
medio ácido con el 3-metilindol para producir 10. En general, los rendimientos de estos pasos
fueron de buenos a aceptables. El último paso de la síntesis fue la oxidación y complejación
con el boro, pero desafortunadamente no se logró obtener el producto deseado 11, ya que se
observó la formación de varios productos, los cuales no se lograron purificar, impidiendo así
su caracterización.

Esquema 24. Ruta de síntesis del compuesto 11.

En el esquema 25 se presenta el mecanismo de reacción propuesto para la obtención de la 7-
dietilaminocumarina 8, donde la piperidina es una base que sustrae un hidrógeno ácido del
metileno del malonato de dietilo, para que posteriormenteeste lleve a cabo una adición sobre
el aldehído, el intermediario formado se cicla por el ataque intramolecular del hidroxilo al
éster generando la eliminación de un grupo etóxido. Luego en una reacción de eliminación
se forma el doble enlace entre C3 y C4 produciendo la aromatización del sistema. En el
segundo paso de la reacción el medio ácido provoca la hidrólisis del éster al ácido
carboxílico, el cual debido a las condiciones de calentamiento se pierde en forma de CO2,
produciendo así la 7-dietilaminocumarina descarboxilada 8.

Esquema 25. Mecanismo de reacción propuesto para la obtención de 8.

La segunda reacción de la ruta de síntesis consistió en una formilación de Vilsmeier-Haack
(Esquema 26), donde inicialmente el oxígeno de la DMF realiza una sustitución nucleofílica
sobre el fósforo del POCl3, luego un cloruro ataca el carbono del ion iminio para desplazar
el grupo PCl2O2- y formar el intermediario reactivo conocido como ion cloroiminio. El
carbono sp2 de este último es altamente electrofílico, por lo que es atacado por el enlace doble
C3/C4 de la cumarina, el cual se regenera por eliminación de un hidrógeno para recuperar la
aromaticidad. El ion iminio obtenido es hidrolizado en medio acuoso básico para obtener
finalmente el compuesto 9. El mecanismo de reacción para la obtención de 10 sería igual al
propuesto en el esquema 20.

Esquema 26. Mecanismo de reacción propuesto para la obtención de 9.

Por otra parte, la obtención de cada compuesto se corroboró por resonancia magnética
nuclear, por tanto, se presenta en la figura 31 el espectro de RMN 1H de 8, donde se observa
a campo alto la señal triple de H-10 debido al acoplamiento con H-9 (J = 7.9 Hz), el cual se
presenta como una señal cuádruple en 3.41 ppm. En la región aromática se tiene a menor 𝛿
el hidrógeno H-3 como una señal doble, producto del acoplamiento con H-4 (J = 9.3 Hz) que
aparece a campo bajo con igual multiplicidad. H-6 y H-8 al encontrarse protegidos por el
nitrógeno no se desplazan tanto, a diferencia de H-5 que se encuentra más lejos del mismo.
La señal de H-6 aparece como un doble de dobles por el acoplamiento con H-5 y H-8 a tres
y cuatro enlaces de distancia respectivamente, y como consecuencia H-5 y H-8 son señales
dobles.

Figura 31. Espectro de RMN 1H a 300 MHz en CDCl3 del compuesto 8.

Para el espectro de RMN 13C (Figura 32) se puede realizar el mismo análisis, observando a
campo alto las señales alifáticas del etilo correspondiente a C-10 y C-9, estando este último
un poco más desplazado a campo bajo por el enlace con el nitrógeno. Ya en la región
aromática se encuentra a campo más bajo el carbonilo C-2, seguido de C-8a y C-7 que están
unidos a átomos más electronegativos (O y N respectivamente). C-4 siente más fuertemente
la desprotección por parte del carbonilo que C-3, por lo que se encuentra desplazado a campo
más bajo. C-8, C-6 y C-5 presentan el mismo comportamiento explicado en RMN 1H,
mientras que C-4a está protegido por la nube electrónica aromática.

Figura 32. Espectro de RMN 13C a 75 MHz en CDCl3 del compuesto 8.

El espectro de RMN 1H del compuesto 9 (Figura 33) muestra el mismo comportamiento que
en 8, solo que desplazándose un poco más a campo bajo debido a la presencia del grupo
formilo que desprotege a los hidrógenos. Las diferencias más relevantes son la desaparición
de la señal de H-3, y la aparición de la señal simple del aldehído H-11 en 10.17 ppm.

Del mismo modo, en el espectro de RMN 13C (Figura 34) las principales diferencias respecto
a 8 son la aparición de la señal del aldehído C-11 en 187.9 ppm y el desplazamiento y la baja
intensidad de la señal de C-3 que indica que está más desprotegido y que es un carbono
cuaternario. El resto de las señales mantienen el mismo comportamiento con un pequeño
desplazamiento a campo bajo.

Figura 33. Espectro de RMN 1H a 300 MHz en CDCl3 del compuesto 9.

Figura 34. Espectro de RMN 13C a 75 MHz en CDCl3 del compuesto 9.

Figura 35. Espectro de RMN 1H a 300 MHz en CDCl3 del compuesto 10.

En la figura 35 se muestra el espectro de RMN 1H del compuesto 10, en el cual se pueden
apreciar a campo más alto las señales alifáticas correspondientes a los etilos de la cumarina
y la señal simple de los metilos del fragmento indólico, así como a campo un poco más bajo
el H-11 del metino que indica la formación del producto. Ya en la región aromática se observa
que se tienen las señales características tanto del indol como de la cumarina, conservando la
multiplicidad de las materias primas y detallando que los desplazamientos químicos de la
cumarina se encuentran a campo un poco más alto respecto a 9 por la desaparición del grupo
formilo. También hay que resaltar que la señal del hidrógeno del aldehído desaparece, siendo
H-1 la señal más desplazada a campo bajo.

De igual manera, el espectro de RMN 13C (Figura 36) presenta las señales esperadas para 10,
en especial la de C-11 y la desaparición de la señal del aldehído (9) en 187.9 ppm, así como

59
el desplazamiento a campo alto de las señales aromáticas de la cumarina por la ausencia del
aldehído.

Figura 36. Espectro de RMN 13C a 100 MHz en CDCl3 del compuesto 10.

Por otra parte, se realizó el estudio de absorción y emisión de los compuestos 8, 9 y 10,
observando en el espectro de absorción UV-vis (Figura 37) que 9 presenta la λmáx más grande.
Esto debido a la extensión de la conjugación al insertar un grupo formilo en la estructura de
la cumarina 8. Así mismo, el compuesto 10 tiene una λmáx menor que 9 debido a la pérdida
de la conjugación.

En cuanto al espectro de emisión (Figura 38.), se observa que 9 es el compuesto con mayor
intensidad fluorescente. Esto debido a que tiene una transferencia de densidad electrónica
más efectiva gracias a la conjugación entre un grupo electrodonador (-N(Et)2) y uno
electroatractor (-CHO). También se observa el apagamiento de la intensidad fluorescente en

60
10, lo cual es de esperarse debido a la pérdida de conjugación en el sistema, presentándose
disipación de energía por medios no radiativos.

Figura 37. Espectro normalizado de UV-Vis en CH2Cl2 de los compuestos 8, 9 y 10 a
2.4x10-5 mol L-1.

Figura 38. Espectro normalizado de fluorescencia en CH2Cl2 de los compuestos 8 (λexc = 377 nm),
9 (λexc = 446 nm) y 10 (λexc = 394 nm) a 2.4x10-5 mol L-1.

300 325 350 375 400 425 450 475 500 525 550 575 600
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
A
b
so
rb
a
n
ci
a
N
o
rm
a
li
za
d
a
 (nm)
8
9
10
350 375 400 425 450 475 500 525 550 575 600 625 650
0
1x1010
2x1010
3x1010
4x1010
5x1010
6x1010
7x1010
In
te
n
si
d
a
d
N
o
rm
a
li
za
d
a
(
u
.
a
.)
 (nm)
8
9
10

61
En la tabla 3 se presentan los valores de longitud de onda de máxima absorción (λmáx ab.) y
emisión (λmáx emi), así como los valores de absortividad molar (ε), encontrando que el
compuesto 9 es el que presenta mayor absorción de luz debido a las razones ya mencionadas.
Los compuestos 8 y 10 presentan valores muy semejantes de (ε) debido a que poseen similar
extensión de la conjugación.

Tabla 3. Valores de λmáx abs, ε y λmáx emi de los compuestos 8, 9 y 10 a 2.4x10-5 mol L-1.
Compuesto λmáx abs (nm) ε (cm
-1
mol
-1
L) λmáx emi (nm)
8 377 25710 431
9 446 40388 478
10 394 27853 446

Como se observa, al fragmento cumarínico presenta interesantes propiedades fotofísicas,
lastimosamente no se logró obtener el compuesto 11 para estudiar el comportamiento de estas
propiedades con un fragmento bis(3-metilindolil)meteno de boro.

IV. CONCLUSIONES

Mediante una metodología simple se logró sintetizar tres productos finales de la serie A (2a,
2b y 2c) con rendimientos aceptablespara este tipo de sistemas, los cuales presentaron
intensas bandas de absorción y desplazamiento batocrómico respecto a sus análogos
BODIPY; además el estudio cualitativo de fluorescencia de 2a mostró una dependencia de
la naturaleza disolvente.

En cuanto a las series B y C, se sintetizaron cuatro intermediarios que no se han informado
en la literatura (3, 5, 6 y 10). También se observó la formación de los productos finales 4a y
4b, pero no se consiguieron aislar y obtener en rendimientos aceptables; además, los
compuestos finales 7 y 11 no se lograron sintetizar.

Los compuestos 8 y 9 presentaron intensa absorción y emisión de luz, a diferencia de 10 que
solo presentó intensa absorción, pero baja emisión respecto a sus precursores 8 y 9.

63
V. DESARROLLO EXPERIMENTAL

REACTIVOS E INSTRUMENTACIÓN
Todas las materias primas y los reactivos empleados fueron adquiridos de SIGMA
ALDRICH® y los disolventes de CONQUIMEX®. En los casos que fue necesario se secaron
reactivos y disolventes por destilación con NaH y las materias primas fueron usadas sin
previa purificación. Todas las reacciones fueron monitoreadas por cromatografía en capa fina
(CCF) usando cromatoplacas de gel de sílice (ALUGRAM SIL G/UV254), revelando con
lámpara UV a 254 nm. Los espectros de RMN 1H, 13C, 19F y 11B se realizaron en los
espectrómetros VARIAN modelo Unity Inova, 300 MHz, VARIAN modelo VNMRS, 400
MHz y VARIAN modelo MR, 400 MHz. Los desplazamientos químicos (𝛿) son relativos a
Si(CH3)4 y NaBH4 empleando CDCl3 como disolvente y son descritos en partes por millón
(ppm) así como las constantes de acoplamientos están en hertz (Hz). Los espectros de
infrarrojo (IR) fueron obtenidos en un equipo Agilent Technologies modelo Cary serie FT-
IR spectrometer con ATR e intervalo espectral de 6000 a 400 cm-1. Los espectros de
absorción UV-Vis se realizaron en los espectrofotómetros de arreglo de diodos HP Agilent
modelo 8453 y Perkin Elmer Lambda 2SUV-Vis a 25 °C en una celda de vidrio con paso
óptico de 1 cm x 1 cm. Los espectros de emisión se obtuvieron en un espectrómetro de
fluorescencia Varian Cary Eclipse a 25 °C en una cubeta de cuarzo de 1 cm colocada en un
soporte termostatizado a 25 ± 0.1 °C con un baño de recirculación. Los puntos de fusión están
sin corregir y fueron obtenidos en un fusiómetro Electrothermal Mel-Temp®. El análisis
elemental se llevó a cabo en un analizador elemental Perkin Elmer modelo PE2400 para
CHNS usando cistina como estándar.

64
2,2'-(Fenilmetilen)bis(3-metil-1H-indol) (1a)
Se pesaron en un matraz bola de 50 mL, 393.5 mg (3 mmol) de
3-metilindol, se disolvieron en 2 mL de etanol y a esta
disolución en agitación se añadieron 0.15 mL (159.2 mg, 1.5
mmol) de benzaldehído. Posteriormente 37.5 µL (69.15 mg,
0.71 mmol) de H2SO4 concentrado se adicionaron y se
procedió a dejar la reacción en agitación por 15 h a temperatura
ambiente, monitoreando con cromatografía en capa fina. El producto se purificó por
cromatografía en columna, con hexano:acetato de etilo [95:5]. Después de evaporar el
disolvente se obtuvo un sólido blanco con un 82% (433.7 mg) de rendimiento. Pf: 146-148
°C. RMN 1H (300 MHz, CDCl3) 𝛿 (ppm): 2.17 (6H, s, Me-H), 6.00 (1H, s, H-8), 7.14 (4H,
m, H-5 y H-6), 7.21 (4H, m, H-10 y H-11 ), 7.33 (3H, m, H-7 y H-12), 7.56 (4H, m, H-1 y
H-4). RMN 13C (75 MHz, CDCl3) 𝛿 (ppm): 8.8 (CH3), 41.2 (C-8), 109.0 (C-3), 111.2 (C-7),
118.8 (C-4), 119.8 (C-6), 122.0 (C-5), 127.6 (C-3a), 128.8 (C-12), 129.3 (C-11), 129.9 (C-
10), 133.7 (C-2), 135.6 (C-7a), 140.3 (C-9).

2,2'-((4-Bromofenil)metilen)bis(3-metil-1H-indol) (1b)
Se siguió el mismo procedimiento que para 1a, adicionando
1.15 g (8.74 mmol) de 3-metilindol y en este caso 0.81 g (4.37
mmol) de 4-bromobenzaldehído. Luego de 24 h la
cromatografía en capa fina mostró que se completó la reacción
y hubo formación de precipitado, el cual se filtró al vacío y se
lavó con etanol frío 4x10 mL obteniendo el compuesto puro
como un sólido blanco con 84% (1.58 g) de rendimiento. Pf: 212-214 °C. RMN 1H (300
MHz, CDCl3) 𝛿 (ppm): 2.16 (6H, s, Me-H), 5.94 (1H, s, H-8), 7.07 (2H, d, J = 8.1 Hz, H-
10), 7.13 (2H, td, J = 7.0 y 1.7 Hz, H-5), 7.17 (2H, td, J = 7.0 y 1.7 Hz H-6), 7.24 (2H, m, H-
7), 7.46 (2H, d, J = 8.1 Hz, H-11), 7.55 (4H, m, H-4 y H-1). RMN 13C (75 MHz, CDCl3) 𝛿
(ppm): 8.6 (CH3), 40.4 (C-8), 109.0 (C-3), 110.9 (C-7), 118.6 (C-4), 119.6 (C-6), 121.4 (C-
12), 121.9 (C-5), 129.5 (C-3a), 130.2 (C-10), 132.2 (C-11), 132.7 (C-2), 135.4 (C-7a), 139.1
(C-9).

65
2,2'-((4-Dimetilaminofenil)metilen)bis(3-metil-1H-indol) (1c)
Se colocaron en una matraz bola de 50 mL 400 mg (3.05
mmol) de 3-metilindol y 227.5 mg (1.52 mmol) de 4-N,N-
dimetilaminobenzadehído, se disolvió la mezcla en 4 mL de
metanol y se adicionaron en frío 3,6 mL de HCl concentrado,
se dejó la reacción en agitación por 12 h siguiendo el progreso
de la reacción por cromatografía en capa fina. Una vez
completada la reacción se llevó a pH de 8-9 con KOH, se
evaporó el disolvente y se realizó una extracción líquido-líquido CH2Cl2-agua. Se recuperó
la fase orgánica y se purificó el producto por cromatografía en columna con hexano:acetato
de etilo [95:5]. Después de evaporar el disolvente se obtuvo un sólido azulado en un 77%
(462.1 mg) de rendimiento. Pf: 203-205 °C. RMN 1H (300 MHz, CDCl3) 𝛿 (ppm): 2.17 (6H,
s, Me-H), 2.96 (6H, s, N(Me-H)2), 5.90 (1H, s, H-8), 6.69 (2H, d, J = 8.7 Hz, H-11), 7.05
(2H, d, J = 8.7 Hz, H-10), 7.12 (2H, td, J = 6.8 Hz y 1.6 Hz, H-5), 7.14 (2H, td, J = 6.8 Hz
y 1.9 Hz, H-6), 7.22 (2H, m, H-7), 7.55 (2H, m, H-4), 7.60 (2H, s, H-1). RMN 13C (75 MHz,
CDCl3) 𝛿 (ppm): 8.6 (CH3), 40.0 (C-8), 40.6 (N(CH3)2), 108.3 (C-3), 110.9 (C-7), 112.9 (C-
11), 118.4, (C-4) 119.3 (C-6), 121.4 (C-5), 127.5 (C-3a), 129.2 (C-10), 129.7 (C-9) 134.4 (C-
2), 135.2 (C-7a), 149.7 (C-12).

13-Fenil-6,6-difluoro-12,14-dimetil-6-bora-5,7-diazaindeno[2,1-b]fluoreno (2a)
Se pesaron 300 mg (0.86 mmol) de 1a en un matraz bola de 100
mL, se disolvieron con 50 mL de CH2Cl2 seco, se adicionaron
388.6 mg (1.71 mmol) de DDQ y se burbujeó con N2 por 10
min. Se cerro el sistema y se purgó con N2 hasta obtener una
atmósfera inerte para evitar la descomposición del DDQ. Se
dejó la reacción en agitación a temperatura ambiente por 2 h.
Posteriormente se enfrió la reacción con un baño de hielo y se adicionaron 2.11 mL (2.43 g,
17.12 mmol) de BF3·OEt2, luego de 10 minutos se añadieron 1.79 mL (1.30 g, 12.84 mmol)
de Et3N. Se dejó la reacción en agitación a temperatura ambiente por 3 h más monitoreando
por cromatografía en capa fina. Se purificó el producto por cromatografía en columna con

66
hexano:acetato de etilo [9:1]. Después de evaporar el disolvente se obtuvo un sólido marrón
oscuro con un rendimiento del 28% (94.9 mg). Pf: 219-221 °C (descompone). FT-IR (ATR,
cm-1): 3070 (Car-H), 2922 (Calf-H), 1608 (Car-Car), 1496 (Car-N), 1294 (B-N), 1228 (B-F).
RMN 1H (300 MHz, CDCl3) 𝛿 (ppm): 1.76 (6H, s, Me-H), 6.95 (2H, td, J = 7.5 y 0.8 Hz, H-
2), 7.40 (6H, m, H-3, H-10 y H-11), 7.62 (3H, m, H-4 y H-12), 7.81 (2H, d, J = 7.8 Hz, H-
1). RMN 13C (100 MHz, CDCl3) 𝛿 (ppm): 12.5 (CH3), 116.5 (C-4), 122.0 (C-1), 122.5 (C-
3), 127.5 (C-2), 129.81 (C-11), 129.85 (C-12), 132.4 (C-8), 133.5 (C-10), 135.1 (C-7), 137.4
(C-8a), 141.0 (C-7a), 149.6 (C-4a), 150.1 (C-9). RMN 11B (128.3 MHz, CDCl3) 𝛿 (ppm): -
4.69 (t, JB-F = 32.2 Hz). RMN 19F (376.3 MHz, CDCl3) 𝛿 (ppm): -149.18 (q, JB-F = 32.2 Hz).
AE: Calculado: C 75.78%, H 4.83%, N 7.07%, encontrado: C 74.95%, H 4.84%, N 7.06%.

13-(4-Bromofenil)-6,6-difluoro-12,14-dimetil-6-bora-5,7-diazaindeno[2,1-b]fluoreno
(2b)
El compuesto 2b se sintetizó de manera análoga a 2a. Partiendo
de 300 mg (0.70 mmol) de 1b en 40 mL de CH2Cl2 seco, 317.2
mg (1.40 mmol) de DDQ, 1.72 mL (1.98 g, 13.97 mmol) de
BF3·OEt2 y