Síntese, caracterização, estudo das propriedades fotofísicas e simulação computacional de compostos polipiridínicos de Re(I)

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ramos, Luiz Duarte
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFABC
Texto Completo: http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=77131
Resumo: Orientadora: Prof.ª Dr.ª Karina Passalacqua Morelli Frin
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spelling Síntese, caracterização, estudo das propriedades fotofísicas e simulação computacional de compostos polipiridínicos de Re(I)RÊNIO(I)FLUORESCÊNCIARIGIDOCROMISMORHENIUM(I)FLUORESCENCERIGIDOCHROMISMPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA/QUÍMICA - UFABCOrientadora: Prof.ª Dr.ª Karina Passalacqua Morelli FrinDissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2015.Duas classes de compostos polipiridinicos foram sintetizadas. A primeira com o ligante bidentado 1,10-fenantrolina (phen) com formula geral fac-[Re(X)(CO)3(phen)]+/0, em que X = Cl-, piridina (py) ou 2-aminometil-piridina (ampy). Para a segunda classe de compostos sintetizados utilizou-se o ligante 4,7-di(9H-carbazol-9-il) -1,10-fenantrolina (cbz2phen) de formula geral fac-[Re(X)(CO)3(cbz2phen)]+/0 em que X = Cl-, py ou ampy. As caracterizacoes dos compostos foram realizadas por meio de analise elementar, ressonancia magnetica nuclear de protons e espectroscopia na regiao do infravermelho e voltametria ciclica. As propriedades fotofisicas foram avaliadas por meio tecnicas como a espectroscopia na regiao do UV-VIS, espectroscopia de emissao em meio fluido e em uma matriz polimerica de poli(metacrilato) de metila (PMMA), e estudos de emissao resolvida no tempo. Em sincronia com experimentos praticos foram realizados calculos baseados em quimica quantica usando a Teoria do Funcional da Densidade com o objetivo de se determinar a natureza das transicoes eletronicas. Os espectros eletronicos para as duas series de compostos apresentam transicoes com coeficiente de extincao molar na ordem de 104 L.mol-1.cm-1 devidos as transicoes MLCT e IL. Deslocamento hipsocromico e observado para os compostos coordenados com a phen nao substituida em relacao ao ligante axial, fenomeno nao observado para os compostos coordenados com cbz2phen.Calculos teoricos indicam misturas de transicoes MLCT e IL em varias regioes do espectro eletronico. Os compostos exibem bandas de emissao largas e nao estruturadas que podem ser atribuidas ao estado excitado 3MLCTRe¿NN. A mudanca do ligante axial exerce uma maior influencia na emissao destes compostos, mostrando deslocamento hipsocromico conforme o carater aceptor de eletrons aumenta, caracteristica apresentada para ambas as series dos compostos: ¿Émax de emissao para fac-[Re(X)(CO)3(phen)]+/0, X = Cl- (600 nm), py (550 nm), ampy (560 nm) e para fac-[Re(X)(CO)3(cbz2phen)]+/0, X = Cl- (630 nm), py (595 nm), ampy (595 nm). A incorporacao dos compostos em filmes de PMMA resulta em um deslocamento hipsocromico comparado ao mesmo composto em meio fluido. Os valores de rendimento quantico de emissao para os compostos fac-[Re(X)(CO)3(phen)]+/0 estao na ordem de 10-2 - 10-1 e para os compostos fac-[Re(X)(CO)3(cbz2phen)]+/0 na ordem de 10-3 - 10-2 . Os tempos de vida de emissao em meio fluido para os compostos fac-[Re(X)(CO)3(cbz2phen)]+/0 apresentam um tempo de vida pra o composto coordenado com cloro e dois tempos de vida para os compostos coordenados com py e ampy, todos nas escada de 10-9s. Enquanto que para os compostos em meio rigido observou dois tempos de vida para os tres compostos e todos na ordem de 10-6s. A voltametria ciclica para os compostos fac-[Re(X)(CO)3(cbz2phen)]+/0 apresentou potencial de oxidacao Re(I)¿Re(II) de acordo com o carater retirador de eletrons do ligante axial.Two classes of polypyridyl compounds were synthesized. First using the 1,10-phenanthroline (phen) ligand with the general formula fac-[Re(X)(CO)3(phen)]+/0, where X = Cl-, pyridine (py) or 2-aminomethylpyridine (ampy). For the second class of synthesized compounds were employed 4,7-di(9H-carbazol-9-il) -1,10-fenantrolina ligand (cbz2phen) with general formula fac-[Re(X)(CO)3(cbz2phen)]+/0, where X = Cl-, py, ampy.The characterization of the compounds were carried out using elemental analysis, proton magnetic nuclear resonance spectroscopy and infrared spectroscopy. The photophysical properties were carried out using techniques such as UV-VIS spectroscopy, emission in fluid and incorporated in a poly(methacrylate)methyl (PMMA) matrix , and emission lifetimes. In addition to experimental investigations, theoretical calculations were obtained using the density functional theory (DFT) in order to determine the nature of electronic transitions. The experimental electronic spectrum for the two classes of compounds show transitions with molar extinction coefficient on the order of 104 L.mol-1.cm-1 due to MLCT and IL transitions. Hipsochromic shifts were observed in the electronic spectra with the axial ligand replacement in the compounds coordinated with phen ligand, contrary to the observed for the series of coordinated cbz2phen compounds. Theoretical calculations indicate a mixture of MLCT/IL transitions. The complexes exhibited non-structured band ascribed to the 3MLCT excited state. The change of the axial ligand exerts a greater influence on the emission spectra, showing hypsochromic shift according to the acceptor electrons character of axial ligand increases, characteristic observed for both series of compounds: emission ¿Émax for fac-[Re(X)(CO)3(phen)]+/0, X = Cl- (600 nm), py (550 nm) ampy (560 nm) and for fac-[Re(X)(CO)3(cbz2phen)]+/0, X = Cl- (630 nm), py (595 nm) ampy (595 nm). The incorporation of the compounds in PMMA films results in a displacement hypsochromic shift compared to the same compound in a fluid medium.The emission quantum yield for fac-[Re(X)(CO)3(phen)]+/0 were on the order of 10-2 - 10-1 and for fac-[Re(X)(CO)3(cbz2phen)]+/0 in the order of 10-3 - 10-2. The emission lifetimes in fluid medium for fac-[Re(X)(CO)3(cbz2phen)]+/0 compounds features one lifetime for the chlorine compound and two lifetimes for the compounds coordinated with py and ampy ligands, all in the order of 10-9s. While all compounds in rigid medium feature two lifetimes in the order of 10-6s.Cyclic voltammetry for fac-[Re(X)(CO)3(cbz2phen)]+/0 exhibit oxidation potential Re(I)¿Re(II) according to withdrawing electron character of the axial ligand.Frin, Karina Passalacqua MorelliPatrocínio, Antônio Otávio de ToledoHomem-de-Mello, PaulaRamos, Luiz Duarte2015info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf132 f. : il.http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=77131http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=77131&midiaext=70482http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=77131&midiaext=70481Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.br/php/capa.php?obra=77131porreponame:Repositório Institucional da UFABCinstname:Universidade Federal do ABC (UFABC)instacron:UFABCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2016-03-30T12:51:02Zoai:BDTD:77131Repositório InstitucionalPUBhttp://www.biblioteca.ufabc.edu.br/oai/oai.phpopendoar:2016-03-30T12:51:02Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)false
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