[en] Molecular switches have been an important research field in the recent years due to its capacity to interconvert between multiple states through a stimulus (writing) and change their properties (reading). Of special interest are molecular switches that interact with light by either changing their optical properties or reacting as stimulus, due to its noninvasive high spatiotemporal control and sensitivity. As a result, several photofunctional materials and processes based on molecular switches were developed during this thesis which can be summarized in two topics. On the one hand, the multistate character of a family of (fluoro)chromic molecular switches based on spirocyclic zwitterionic Meisenheimer compounds (SZMC) was broadened by identifying a novel cationic state with distinctive optical properties, which could be achieved electrochemically or via acid addition. Moreover, the thermo(fluoro)chromic behavior of SZMCs was investigated and successfully demonstrated that they can respond to certain ions and solvents. This multistimuli-responsive and multistate character was then exploited for the preparation of a variety of photofunctional materials based on SZMCs: wide-range pH detectors, electro(fluoro)chromic displays, and thermal, ionic and solvent sensors. On the other hand, light controlled reactivity with dithienylethenes (DTE) was achieved for three chemical processes. First, the introduction of electrowithdrawing groups (EWG) allowed the modulation of the pKa in acetonitrile of a series of DTEs tethering phenol moieties. Second, a similar strategy allowed for the dual-color control of an amidation reaction employing DTE-based active esters which react up to 24 times faster in the UV-generated closed state (ie. activation with UV irradiation) than in the open state formed under visible illumination (ie depletion with visible light). Finally, two-wavelength control was also achieved for an oxo-Diels Alder reaction between a DTE-dienophile active in the closed state and a UV-generated diene based on orto-methylbenzaldehyde.

[es] Los interruptores moleculares han sido un campo de investigación importante en los últimos años debido a la capacidad de interconvertir-se entre múltiples estados al exponerse a un estímulo (escritura) y modificar sus propiedades (lectura). De especial interés han sido los interruptores moleculares que interaccionan con la luz ya sea para cambiar de estado o bien modificar sus propiedades ópticas en la transformación. Esto és debido a que la luz permite un alto control espaciotemporal al mismo tiempo que és no invasiva y altamente sensible a la detección. Por estos motivos, durante esta tesis se han desarrollados múltiples materiales y procesos fotofuncionales los cuales pueden resumirse en dos partes: Por un lado, el carácter multiestado de una familia de interruptores moleculares (fluoro)crómicos basados en compuestos espirocíclicos zwitteriònicos de Meisenheimer (SZMC) se amplió mediante la identificación de un nuevo estado catiónico, con propiedades ópticas distintivas, que se puede generar tanto electroquímicamente, como a través de la adición de ácido. Además, se investigó el comportamiento termo(fluoro)crómico de los SZMC y se demostró que podían responder tanto a cambios en el disolvente como a la presencia de iones. Este comportamiento multiestado i de respuesta a múltiples estímulos fue utilizado en la preparación de varios materiales fotofuncionales basados en SZMC como: un detector de pH de amplio espectro, dispositivos electro(fluoro)crómicos i sensores iónicos, termales i de disolventes. Por otro lado, se controlaron tres procesos químicos diferentes con interruptores moleculares fotoinducidos de tipo ditienileteno (DTE) mediante luz. Primero, la introducción de un grupo electroacceptor permitió la modulación del pKa de un fenol funcionalizado con un DTE. Segundo el control de una reacción de amidación con dos longitudes de onda fue conseguido con una estrategia similar a la anterior utilizando un ester activado basado en DTE. Este reacciona hasta 24 veces más rápido en el estado cerrado generado con luz ultravioleta (ie. activación con UV) que en el estado abierto que se obtiene al irradiar con luz visible (ie. desactivación con visible). Finalmente, el control de reacciones con dos colores de luz fue utilizado para controlar la reacción de oxo-Diels Alder entre un dienófilo basado en DTE activo en el estado cerrado (ie. activación con UV, desactivación con luz visible) i un dieno generado con luz UV basado en orto-metilbenzaldehido.