Novel 1D Coordination Polymers Based on Bispidine Ligands: Synthesis, Structural Characterization and Adsorption.

This thesis explores the synthesis and characterization of new one-dimensional coordination polymers based on bispidine-derived ligands. The main objective was to investigate how different structural modifications of the ligands can influence the formation on the CP and properties. Specifically, three bispidine named L1,L4 and L5 were synthesized and studied, each containing a distinct functional group attached to the aliphatic nitrogen. These ligands were used to form coordination polymers with Co(II) and Hg(II) metals, generating one-dimensional structures. Structural analyses revealed the formation of linear and helical polymeric chains, with tetrahedral and octahedral coordination of the metals. The samples were characterized using single-crystal X-ray diffraction (SC-XRD) and powder X-ray diffraction (P-XRD) techniques, allowing for the identification of the crystalline phases. A key aspect of the study was the examination of the adsorption properties of the polymers, particularly selective adsorption toward volatile organic compounds (VOCs). The results demonstrated that some of the polymers are stable and do not interact with VOCs, while others exhibit dynamic behavior, with the ability to structurally reorganize to adsorb specific molecules. Finally, a new synthetic route for bispidines was explored, which could open the way for further developments in the field of coordination polymers with innovative functional properties. The overall results highlight the versatility of bispidine ligands and their potential in the creation of advanced materials with applications in selective adsorption.

Questa tesi esplora la sintesi e la caratterizzazione di nuovi polimeri di coordinazione unidimensionali basati su ligandi derivati dalla bispidina. L’obiettivo principale è stato indagare come diverse modifiche strutturali dei ligandi potessero influenzare la formazione dei polimeri di coordinazione (CP) e le loro proprietà. In particolare, sono state sintetizzate e studiate tre bispidine, denominate L1, L4 e L5, ciascuna contenente un differente gruppo funzionale attaccato all’azoto alifatico. Questi ligandi sono stati utilizzati per formare polimeri di coordinazione con metalli Co(II) e Hg(II), generando strutture unidimensionali. Le analisi strutturali hanno rivelato la formazione di catene polimeriche lineari ed elicoidali, con coordinazione tetraedrica e ottaedrica dei metalli. I campioni sono stati caratterizzati utilizzando tecniche di diffrazione a raggi X su singolo cristallo (SC-XRD) e su polveri (P-XRD), permettendo l’identificazione delle fasi cristalline. Un aspetto chiave dello studio è stata l’analisi delle proprietà di adsorbimento dei polimeri, in particolare l’adsorbimento selettivo verso composti organici volatili (VOCs). I risultati hanno dimostrato che alcuni dei polimeri sono stabili e non interagiscono con i VOCs, mentre altri mostrano un comportamento dinamico, con la capacità di riorganizzarsi strutturalmente per adsorbire specifiche molecole. Infine, è stata esplorata una nuova via sintetica per le bispidine, che potrebbe aprire la strada a ulteriori sviluppi nel campo dei polimeri di coordinazione con proprietà funzionali innovative. I risultati complessivi evidenziano la versatilità dei leganti bispidinici e il loro potenziale nella creazione di materiali avanzati con applicazioni nell’adsorbimento selettivo.