Síntesis y caracterización de MOFs anclados sobre telas de algodón con posibles aplicaciones antibacteriales

Abstract

En este trabajo, se realizó la síntesis del MOF-5 y varios de sus compuestos isoreticulares, empleando derivados monosustituidos de ácido tereftálico (2-aminotereftálico, 2-metilotereftálico, 2-bromotereftálico y 2-nitrotereftalico). Estos compuestos denominados como MOF-5-R, se obtuvieron mediante síntesis convencional a condiciones de temperatura y presión ambiente. Su caracterización se llevó a cabo mediante DRXP y FTIR, pudiendo establecer que los MOF que contenían linkers con grupos electrodonores (amino, metilo) fueron menos sensibles a la humedad. Paralelamente, se realizó un proceso de carboximetilación a una tela de algodón para añadir grupos carboxilato que permitieran el anclaje de cationes Zn(II). Esta tela se empleó para anclar compuestos tipo MOF-5 e isoreticulares, mediante una metodología que se le llamó: ensayo gota. Esta metodología permitió depositar la mayor cantidad de MOF en la tela y además fue la que mejor resistió los ensayos de lavado tipo soxhlet con diversos disolventes como DMF, metanol y agua. Posteriormente, se realizaron ensayos antibacteriales tanto con los MOF-5-R en estado libre como en su estado anclado sobre telas de algodón, frente a Escherichia coli y Staphylococcus aureus. Donde se obtuvo que estos compuestos tienen un efecto bactericida para ambos microorganismos; aunque mayor para S. aureus que para E. coli. Adicionalmente, los resultados sugieren que los MOF-5-R con grupos electrodonores tienen mayor efecto sobre S. Aureus, mientras que los que poseen grupos electroatractores (bromo, nitro) son más efectivos frente a E. coli.

In this paper, the synthesis of MOF-5 and several isoreticular compounds were synthesized using monosubstituted derivatives of terephthalic acid: 2-aminoterephthalic, 2-methylterephthalic, 2-bromoterephthalic and 2-nitroterephthalic. These compounds (MOF-5-R), were obtained by conventional synthesis at regular atmospheric conditions. The characterization was made by PXRD and FTIR, here it was established that the MOF containing linkers with electron-donating groups (EDG), were less sensitive to environmental moisture. Subsequently, a carboxymethylation process was carried out onto a cotton fabric in order to add carboxylate groups to allow anchoring of Zn (II) cations. This fabric was used to “anchor” MOF-5 and isoreticulars compounds to the cotton fabric through a methodology that was called: drop test. This technique was the best method for anchoring higher amounts of MOF and leads to the best results in the soxhlet laundry tests (DMF, methanol and water) against MOF leaching from the fabric. Antibacterial tests were made for MOF-5-R, both in free-state as anchored to the cotton fabric, against Escherichia coli and Staphylococcus aureus. It was noticed that MOF-5-R both in free-state as anchored onto the fabric present a bactericidal effect for both microorganisms, but with a major effect for S. aureus than for E. coli. Moreover, it seems that EDG on MOF-5-R has major bactericidal effect for S. aureus. Meanwhile, electron withdrawing groups (EWG) seem to have major bactericidal effect for E. coli