Hiperpolarizabilidades semi-empíricas de sistemas orgânicos doador-receptor
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Data de Publicação: | 2001 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/9438 |
Resumo: | A pesquisa de novos materiais apresentando propriedades ópticas não lineares encontra na química quântica a possibilidade de projetar moléculas orgânicas com as respostas otimizadas. Para sistemas do tipo doador-pontereceptor, isto pode ser realizado pela combinação adequada dos componentes de sua estrutura química, isto é, o grupo doador(D) de elétron, a ponte e o grupo receptor(R) de elétron. Desse modo, selecionamos para esta investigação, as estruturas de pontes conjugadas associadas a pares D/R mais eficientes. Assim, modelamos neste trabalho, diferentes classes de moléculas orgânicas D-ponte-R que apresentam elevadas magnitudes da primeira e segunda hiperpolarizabilidade, β e γ, respectivamente. Os valores das hiperpolarizabilidades β e γ foram obtidos através da metodologia semi-empírica AM1/TDHF. Os sistemas modelados apresentam potencial uso como materiais ópticos não lineares de segunda e terceira ordem. As pontes constituídas de unidades poliênicas foram abordadas para a modelagem de séries do tipo D-R, D-D e R-R. O sistema mais estendido do tipo D-R, contendo oito ligações duplas alternadas, apresenta um desempenho alto em relação às respostas não lineares β e γ. Em seguida, projetamos um novo modelo de ponte mista que apresenta anéis mesoiônicos inseridos em unidades poliênicas, que contribui para a obtenção de magnitudes das hiperpolarizabilidades β e γ ainda mais elevadas. Esses sistemas D-ponte-R modelados, apresentando as pontes mistas,mostram uma promissora perspectiva de aplicações. Também, avaliamos a metodologia AM1/TDHF em relação às hiperpolarizabilidades β e γ, considerando derivados poliênicos caracterizados experimentalmente na literatura. Os resultados demonstram, que esta metodologia semi-empírica é adequada para a modelagem e seleção de moléculas orgânicas com as respostas não lineares otimizadas. A seleção do par D/R mais eficiente envolveu a investigação de diferentes forças de grupos doadores e receptores, citados na literatura. Neste trabalho, a fenilamina (D) é conectada à ponte via heteroátomo N, contrastando com o relatado na literatura, em que a ligação se realiza através do grupo fenila. A presença do heteroátomo N com um par isolado, conectado diretamente a uma extremidade da ponte, um sistema π-polarizável, associado a um forte receptor ligado na outra extremidade, resultou em um desempenho diferenciado em relação às hiperpolarizabilidades β e γ para todos os sistemas modelados. Em adição, estudamos o caso onde o heteroátomo N é ausente, isto é, somente a fenila compõe o grupo doador. Portanto, realizamos uma análise do papel do heteroátomo, por considerarmos os diferentes sítios de ligação do grupo fenilamina. Para comparar o desempenho das pontes insaturadas em relação às pontes saturadas, estudamos as pontes de derivados da n-arilapiperidina e do narilatropano. Estas moléculas D-ponte-R contêm apenas ligações saturadas na ponte, e exibem β da ordem da 4-nitroanilina. Verificamos que, aumentando o tamanho da ponte nestas espécies não resulta na otimização das respostas não lineares β e γ, comportamento este oposto ao observado nos sistemas com as pontes conjugadas Os oligômeros das formas neutras da polianilina (leucoesmeraldina, esmeraldina e pernigranilina), que é um material extremamente versátil, foram investigados. A funcionalização desses oligômeros resultou em hiperpolarizabilidades β elevadas, demonstrando que estas espécies podem ser otimizadas a partir do uso de pares D/R mais poderosos. Os resultados AM1/TDHF da hiperpolarizabilidade γ (estática) para os trímeros modelo apresentam a mesma tendência observada experimentalmente para a polianilina |
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MACHADO, Ana Elizabete de AraújoGAMA, Alfredo Arnobio de Souza da2014-06-12T23:14:41Z2014-06-12T23:14:41Z2001Elizabete de Araújo Machado, Ana; Arnobio de Souza da Gama, Alfredo. Hiperpolarizabilidades semi-empíricas de sistemas orgânicos doador-receptor. 2001. Tese (Doutorado). Programa de Pós-Graduação em Química, Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2001.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/9438A pesquisa de novos materiais apresentando propriedades ópticas não lineares encontra na química quântica a possibilidade de projetar moléculas orgânicas com as respostas otimizadas. Para sistemas do tipo doador-pontereceptor, isto pode ser realizado pela combinação adequada dos componentes de sua estrutura química, isto é, o grupo doador(D) de elétron, a ponte e o grupo receptor(R) de elétron. Desse modo, selecionamos para esta investigação, as estruturas de pontes conjugadas associadas a pares D/R mais eficientes. 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A presença do heteroátomo N com um par isolado, conectado diretamente a uma extremidade da ponte, um sistema π-polarizável, associado a um forte receptor ligado na outra extremidade, resultou em um desempenho diferenciado em relação às hiperpolarizabilidades β e γ para todos os sistemas modelados. Em adição, estudamos o caso onde o heteroátomo N é ausente, isto é, somente a fenila compõe o grupo doador. Portanto, realizamos uma análise do papel do heteroátomo, por considerarmos os diferentes sítios de ligação do grupo fenilamina. Para comparar o desempenho das pontes insaturadas em relação às pontes saturadas, estudamos as pontes de derivados da n-arilapiperidina e do narilatropano. Estas moléculas D-ponte-R contêm apenas ligações saturadas na ponte, e exibem β da ordem da 4-nitroanilina. 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Os resultados AM1/TDHF da hiperpolarizabilidade γ (estática) para os trímeros modelo apresentam a mesma tendência observada experimentalmente para a polianilinaporUniversidade Federal de PernambucoAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessHiperpolarizabilidades βe γNovos materiaisMetodologia semiempírica AM1/TDHFHiperpolarizabilidades semi-empíricas de sistemas orgânicos doador-receptorinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPETHUMBNAILarquivo9151_1.pdf.jpgarquivo9151_1.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1540https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/9438/4/arquivo9151_1.pdf.jpgaf19e2b3c8481f79269a34d0fe660917MD54ORIGINALarquivo9151_1.pdfapplication/pdf872660https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/9438/1/arquivo9151_1.pdf6024f09cbc957faf40549655b322255fMD51LICENSElicense.txttext/plain1748https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/9438/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52TEXTarquivo9151_1.pdf.txtarquivo9151_1.pdf.txtExtracted texttext/plain199439https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/9438/3/arquivo9151_1.pdf.txt9784a218db0ede87083f293714bf2278MD53123456789/94382019-10-25 12:04:10.343oai:repositorio.ufpe.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpe.br/oai/requestattena@ufpe.bropendoar:22212019-10-25T15:04:10Repositório Institucional da UFPE - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)false |
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