Pischel, UweGonzález Delgado, José AntonioChen Wu, Jialei2026-04-212026-04-212026-02-202026https://hdl.handle.net/10272/28205Esta tesis se centra en el diseño y la caracterización de nuevos sistemas fotoactivos. La memoria se estructura en una introducción general, que ofrece una visión global de los fundamentos de la fotoquímica y de los fotointerruptores moleculares, seguida de cuatro capítulos independientes que presentan distintos sistemas controlados por luz. El Capítulo II presenta una red de comunicación supramolecular activada por luz, capaz de liberar de forma controlada moléculas bioactivas. El sistema integra un ditienileteno (DTE) con anfitriones cucurbiturilos (CB7, CB8) y varios huéspedes bioactivos, operando mediante un desplazamiento inducido por fotoisomerización. Este enfoque, demuestra el potencial de las redes supramoleculares para aplicaciones en liberación controlada de fármacos, sensores y materiales adaptativos. El Capítulo III describe una nueva familia de DTE fluorescentes funcionalizados con sustituyentes aza-heteroaromáticos catiónicos (piridinio, quinolinio, acridinio). Se sintetizaron seis derivados y se estudiaron sus propiedades fotofísicas, observándose fluorescencia en la forma abierta y ausencia en la cerrada, lo que permite un control reversible de emisión. Este trabajo establece relaciones estructura-propiedad y propone estrategias de diseño para fotointerruptores fluorescentes aplicables en detección, microscopía de superresolución y procesamiento óptico de información. El Capítulo IV introduce los iminotioindoxilos heteroarílicos (HAITI), una nueva clase de fotointerruptores tipo T con absorción desplazada al rojo (~470 nm) y una amplia separación espectral entre isómeros E/Z (60–80 nm). Los compuestos, se sintetizaron mediante una reacción selectiva de aza-Wittig, muestran fotoisomerización reversible con isomerización térmica rápida y ajustable. Esta familia amplía el repertorio de interruptores basados en iminas, combinando respuesta a luz visible, distinción espectral clara y cinéticas térmicas modulables. El Capítulo V presenta un sistema molecular tipo keypad lock, basado en un DTE enlazado a un fotosensibilizador de antraceno mediante un espaciador no conjugado. Este diseño permite controlar secuencial y reversiblemente la generación de oxígeno singlete, funcionando como una puerta lógica donde la secuencia correcta de estímulos lumínicos produce la señal de salida. En conjunto, esta tesis demuestra cómo la integración del fotocromismo y la autoorganización supramolecular permite desarrollar sistemas moleculares dinámicos y multifuncionales, ofreciendo nuevas estrategias para el diseño de materiales, sensores y dispositivos controlados por luz.This thesis investigates how light can enable complex molecular functions through the design and characterization of novel photoresponsive systems. It consists of a general introduction outlining the fundamentals of photochemistry and photoswitches, followed by four independent chapters describing distinct photochemical architectures. Chapter II introduces a light-triggered supramolecular communication network enabling controlled release of bioactive cargo. The system combines a dithienylethene (DTE) photoswitch with cucurbituril hosts (CB7, CB8) and bioactive guests, operating through a hierarchical displacement cascade. Upon UV irradiation, photoisomerization of DTE modulates binding affinities, releasing geranylamine, which in turn displaces other bound molecules. This mimics biological phototransduction cascades and highlights the potential of light-controlled supramolecular communication for responsive materials and drug delivery. Chapter III reports a new family of fluorescent DTE photoswitches incorporating cationic aza-heteroaromatic moieties (pyridinium, quinolinium, acridinium). Six derivatives were synthesized and fully characterized, showing fluorescence in their open forms with tunable emission across the visible spectrum. The closed forms are non-fluorescent, allowing efficient fluorescence photoswitching. These results establish structure–property relationships and offer design principles for fluorescent molecular switches applicable to sensing, imaging, and optical data processing. Chapter IV presents heteroaryl iminothioindoxyls (HAITIs), a new class of T-type photoswitches exhibiting red-shifted visible absorption (~470 nm) and pronounced E/Z spectral separation (60–80 nm). Synthesized via a selective aza-Wittig reaction, HAITIs display fast, thermally reversible photoisomerization with tunable kinetics governed by intramolecular interactions. This family significantly expands the scope of imine-based photoswitches by combining visible-light activation, clear isomer discrimination, and rapid, controllable thermal relaxation, making them promising for real-time responsive systems. Chapter V demonstrates an all-photonic molecular keypad lock that enables sequential and reversible control of singlet-oxygen generation. The system integrates a DTE photoswitch covalently linked to an anthracene photosensitizer through a non-conjugated spacer, ensuring independent functionality of both units. Singlet-oxygen production is activated only by specific sequences of light inputs, functioning as a molecular logic device. This proof-of-concept highlights how photonic control can be harnessed for molecular-scale logic, authentication, and targeted therapeutic systems. Overall, this work advances the understanding of how light can drive and regulate molecular behavior, offering new strategies for the design of dynamic, adaptive, and functional photochemical systems.engAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/FotoquímicaFotointerruptores molecularesDitieniletenosIminotioindoxilosCucurbiturilosPhotochemistryMolecular photoswitchesDithienylethenesIminothioindoxylsCucurbiturilsdoctoral thesisopen access2305 Química Nuclear2306.10 Compuestos Heterocíclicos2306.99 Otras