Novel environments for metal ions : coordination complexes of azahelicenes and metal containing ionic liquids

The main purpose of this work was to investigate the physico-chemical properties and the spectroscopic behavior of selected transition metals framed in previously unexplored molecular environments. Two possible routes were identified. The first one was based on the formation of coordination complexes by using a collections of aza-[n]helicenes as ligands, thus obtaining complexes with unprecedented properties. An exploration of the electronic and physical properties of aza-[5]helicenes was started. Then, the target was to synthesize helicene/metal complexes, with the aim to prepare also chiral metal complexes. The second route regarded the investigation of metal ion solutions in Ionic Liquids, which represent an innovative field of study. The properties of a well-known class of ILs, based on imidazolium cation, were compared with that ones of a brand new class, based on pyrazolium, structurally analogous to the imidazolium ILs, but with a different position of the nitrogen atoms in the heteroaromatic ring. Information on these new systems were obtained through NMR and DFT calculations. Then, the binary systems ILs/transition metal salts was investigated in both ILs classes, imidazolium and pyrazolium.

Lo scopo principale di questo lavoro è quello di indagare le proprietà chimico-fisiche e il comportamento spettroscopico di opportuni metalli di transizione in ambienti molecolari precedentemente inesplorati . Sono stati identificati due possibili percorsi. Il primo si è basato sulla formazione di complessi di coordinazione utilizzando una serie di aza-[n]eliceni come leganti, ottenendo così complessi con proprietà senza precedenti. Sono state esplorate le proprietà elettroniche e fisiche degli aza-[5]eliceni, quindi, l’obiettivo è stato quello di sintetizzare complessi helicene/metalli di transizione con l'intenzione di ottenere e studiare anche complessi metallici chirali. Il secondo percorso ha riguardato la ricerca di soluzioni di ioni metallici nei liquidi ionici, che rappresentano un campo innovativo di studio. Sono state confrontate le proprietà di una classe ben nota di liquidi ionici, basata sul catione imidazolio, con una nuova, basata sul pirazolio, strutturalmente analogo all’imidazolio ma con una diversa posizione degli atomi di azoto nell'anello eteroaromatico . Sono state ricavate informazioni su questi nuovi sistemi attraverso calcoli NMR e DFT. Quindi sono stati sottoposti ad indagine i sistemi binari ILs/sali di metalli di transizione in entrambe le classi di liquidi ionici, imidazolio e pirazolio.