Estudo teórico das reações de eletropolimerização dos ácidos 3- hidroxifenilacético e 3-hidroxibenzóico e caracterização experimental do poli (ácido-3-hidroxibenzóico)

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ferreira, Deusmaque Carneiro
Data de Publicação: 2011
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17345
https://doi.org/10.14393/ufu.di.2011.75
Resumo: This work reports the theoretical study of the mechanism of polymerization of 3-hydroxyphenylacetic acids (3-HPA) and 3-hydroxybenzoic acid (3-HBA) and characterization of polymeric material obtained in the electropolymerization of 3-HBA.From the molecular modeling of 3-HPA and intermediates, analysis of the properties derived from the electronic structure, it was possible to propose a mechanism for the electropolymerization reaction. Carbon-6 presents the higher increase in the amount of partial charge, through the processes of 3-HPA oxidation to form cr3-HPA deprotonation followed by this lead to the r3-HPA. The pairing should occur between the SOMO beta of cr3-HPA and SOMO alpha r3-HPA forming the ether bond observed in the experimental IR. We also investigated the electropolymerization of 3-HBA in three different pH values (0.5, 7.0, 12), and you can see that in an acid medium the formation of electrochemically active material is more evident. The study of electrical properties by cyclic voltammetry utlize cationic and anionic probes revealed that the film formed has anionic structure. The 3-HBA and poly (3-HBA) were characterized by spectroscopic techniques (FTIR, UV/Vis, fluorescence), thermal analysis (TGA and DTA) and structural analysis (DRX and MEV). The FTIR spectra showed that the functional groups are preserved in the polymer structure and also highlights the emergence of the ether group in the polymer structure. The analysis of UV/Vis revealed a band broadening and increased extent of absorption of the polymer in the visible region, indicating the extent of conjugation in the polymer structure. The diffractograms obtained for the monomer and polymer are characteristic of crystalline structures. Based on the studies of the electronic structure of 3-HBA and intermediaries, a mechanism for the electropolymerization reaction was proposed, in which the carbon 6, similarly to 3-HPA, should be attacked and the pairing should occur between the SOMO beta of cr3-HBA with the SOMO alpha r3-HBA, the lower energy gap, forming a polyether as elucidated in the FTIR spectra. The propagation of the reaction occurs through the pairing of radicals from the oxidation and deprotonation of the monomer with cation radicals from oxidation of the oligomers formed.
id UFU_23ead7a0ce0465ebb4da1cd24b6c6e07
oai_identifier_str oai:repositorio.ufu.br:123456789/17345
network_acronym_str UFU
network_name_str Repositório Institucional da UFU
repository_id_str
spelling Estudo teórico das reações de eletropolimerização dos ácidos 3- hidroxifenilacético e 3-hidroxibenzóico e caracterização experimental do poli (ácido-3-hidroxibenzóico)Theoretical study of the electropolymerization reaction of 3- hydroxyphenylacetic acids and 3-hydroxybenzoic and experimental characterization of poly (3-hydroxybenzoic acid)Ácido 3-hidroxibenzóicoÁcido 3-hidroxifenilacéticoModelagem molecularEletropolimerizaçãoPolímeros condutoresMolecular modelingElectropolymerizationCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICAThis work reports the theoretical study of the mechanism of polymerization of 3-hydroxyphenylacetic acids (3-HPA) and 3-hydroxybenzoic acid (3-HBA) and characterization of polymeric material obtained in the electropolymerization of 3-HBA.From the molecular modeling of 3-HPA and intermediates, analysis of the properties derived from the electronic structure, it was possible to propose a mechanism for the electropolymerization reaction. Carbon-6 presents the higher increase in the amount of partial charge, through the processes of 3-HPA oxidation to form cr3-HPA deprotonation followed by this lead to the r3-HPA. The pairing should occur between the SOMO beta of cr3-HPA and SOMO alpha r3-HPA forming the ether bond observed in the experimental IR. We also investigated the electropolymerization of 3-HBA in three different pH values (0.5, 7.0, 12), and you can see that in an acid medium the formation of electrochemically active material is more evident. The study of electrical properties by cyclic voltammetry utlize cationic and anionic probes revealed that the film formed has anionic structure. The 3-HBA and poly (3-HBA) were characterized by spectroscopic techniques (FTIR, UV/Vis, fluorescence), thermal analysis (TGA and DTA) and structural analysis (DRX and MEV). The FTIR spectra showed that the functional groups are preserved in the polymer structure and also highlights the emergence of the ether group in the polymer structure. The analysis of UV/Vis revealed a band broadening and increased extent of absorption of the polymer in the visible region, indicating the extent of conjugation in the polymer structure. The diffractograms obtained for the monomer and polymer are characteristic of crystalline structures. Based on the studies of the electronic structure of 3-HBA and intermediaries, a mechanism for the electropolymerization reaction was proposed, in which the carbon 6, similarly to 3-HPA, should be attacked and the pairing should occur between the SOMO beta of cr3-HBA with the SOMO alpha r3-HBA, the lower energy gap, forming a polyether as elucidated in the FTIR spectra. The propagation of the reaction occurs through the pairing of radicals from the oxidation and deprotonation of the monomer with cation radicals from oxidation of the oligomers formed.Mestre em QuímicaNeste trabalho foi feito o estudo teórico do mecanismo de polimerização dos ácidos 3-hidroxifenilacético (3-HFA) e 3-hidroxibenzóico (3-HBA) e caracterização do material polimérico obtido na eletropolimerização do 3-HBA. A partir da modelagem molecular do 3-HFA e intermediários, análise das propriedades derivadas da estrutura eletrônica, foi possível propor um mecanismo para a principal reação de eletropolimerização esperada para o 3-HFA. O carbono 6 apresentou o maior aumento no valor de carga parcial, mediante aos processos de oxidação do 3-HFA para formar o cr3-HFA seguido da desprotonação deste para originar o r3-HFA. O emparelhamento deve ocorrer entre o SOMO beta do cr3-HFA e o SOMO alfa do r3-HFA formando a ligação éter observada no IR experimental. Também foi investigada a eletropolimerização do 3-HBA em três diferentes valores de pH (0,5; 7,0; 12), sendo possível constatar que em meio ácido a formação do material eletroquimicamente ativo é mais evidenciada. O estudo das propriedades elétricas por voltametria cíclica utlizando sondas aniônicas e catiônicas revelou que o filme formado apresenta estrutura aniônica. O 3-HBA e o poli (3-HBA) foram caracterizados por técnicas espectroscópicas (FTIR, UV/Vis, Fluorescência), análises térmicas (TGA e DTA) e análises estruturais (DRX e MEV). Os espectros de FTIR demonstraram que os grupos funcionais são preservados na estrutura do polímero alem de evidenciar o surgimento do grupo éter na estrutura do polímero. A análise do UV/Vis revelou um alargamento das bandas e aumento na extensão de absorção do polímero na região do visível, isso comprova a extensão da conjugação na estrutura polimérica.Os difratogramas obtidos para o monômero e polímero são característicos de estruturas cristalinas. A partir do estudo da estrutura eletrônica do 3-HBA e intermediários propusemos um mecanismo para a principal reação de eletropolimerização para o 3-HBA,em que, o carbono 6 de forma similar ao 3-HFA, deve ser atacado e o emparelhamento deve ocorrer entre o SOMO beta do cr3-HBA com o SOMO alfa do r3-HBA, menor gap energético, formando um poliéter conforme elucidado nos espectros de FTIR. A propagação da reação ocorre através do emparelhamento de radicais formados a partir da oxidação e desprotonação do monômero com cátions radicais oriundos da oxidação dos oligômeros formados.Universidade Federal de UberlândiaBRPrograma de Pós-graduação em QuímicaCiências Exatas e da TerraUFUAbrahão Júnior, Odoníriohttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4799976D8Madurro, Ana Graci Britohttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4709037T3Madurro, João Marcoshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4782738T7Oliveira, Aline Carlos dehttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4240670Y3Galembeck, Sérgio EmannuelFerreira, Deusmaque Carneiro2016-06-22T18:48:28Z2012-02-062016-06-22T18:48:28Z2011-08-18info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfapplication/pdfFERREIRA, Deusmaque Carneiro. Theoretical study of the electropolymerization reaction of 3- hydroxyphenylacetic acids and 3-hydroxybenzoic and experimental characterization of poly (3-hydroxybenzoic acid). 2011. 127 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2011. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.di.2011.75https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17345https://doi.org/10.14393/ufu.di.2011.75porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2022-12-27T14:44:26Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/17345Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2022-12-27T14:44:26Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
dc.title.none.fl_str_mv Estudo teórico das reações de eletropolimerização dos ácidos 3- hidroxifenilacético e 3-hidroxibenzóico e caracterização experimental do poli (ácido-3-hidroxibenzóico)
Theoretical study of the electropolymerization reaction of 3- hydroxyphenylacetic acids and 3-hydroxybenzoic and experimental characterization of poly (3-hydroxybenzoic acid)
title Estudo teórico das reações de eletropolimerização dos ácidos 3- hidroxifenilacético e 3-hidroxibenzóico e caracterização experimental do poli (ácido-3-hidroxibenzóico)
spellingShingle Estudo teórico das reações de eletropolimerização dos ácidos 3- hidroxifenilacético e 3-hidroxibenzóico e caracterização experimental do poli (ácido-3-hidroxibenzóico)
Ferreira, Deusmaque Carneiro
Ácido 3-hidroxibenzóico
Ácido 3-hidroxifenilacético
Modelagem molecular
Eletropolimerização
Polímeros condutores
Molecular modeling
Electropolymerization
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
title_short Estudo teórico das reações de eletropolimerização dos ácidos 3- hidroxifenilacético e 3-hidroxibenzóico e caracterização experimental do poli (ácido-3-hidroxibenzóico)
title_full Estudo teórico das reações de eletropolimerização dos ácidos 3- hidroxifenilacético e 3-hidroxibenzóico e caracterização experimental do poli (ácido-3-hidroxibenzóico)
title_fullStr Estudo teórico das reações de eletropolimerização dos ácidos 3- hidroxifenilacético e 3-hidroxibenzóico e caracterização experimental do poli (ácido-3-hidroxibenzóico)
title_full_unstemmed Estudo teórico das reações de eletropolimerização dos ácidos 3- hidroxifenilacético e 3-hidroxibenzóico e caracterização experimental do poli (ácido-3-hidroxibenzóico)
title_sort Estudo teórico das reações de eletropolimerização dos ácidos 3- hidroxifenilacético e 3-hidroxibenzóico e caracterização experimental do poli (ácido-3-hidroxibenzóico)
author Ferreira, Deusmaque Carneiro
author_facet Ferreira, Deusmaque Carneiro
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Abrahão Júnior, Odonírio
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4799976D8
Madurro, Ana Graci Brito
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4709037T3
Madurro, João Marcos
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4782738T7
Oliveira, Aline Carlos de
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4240670Y3
Galembeck, Sérgio Emannuel
dc.contributor.author.fl_str_mv Ferreira, Deusmaque Carneiro
dc.subject.por.fl_str_mv Ácido 3-hidroxibenzóico
Ácido 3-hidroxifenilacético
Modelagem molecular
Eletropolimerização
Polímeros condutores
Molecular modeling
Electropolymerization
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
topic Ácido 3-hidroxibenzóico
Ácido 3-hidroxifenilacético
Modelagem molecular
Eletropolimerização
Polímeros condutores
Molecular modeling
Electropolymerization
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
description This work reports the theoretical study of the mechanism of polymerization of 3-hydroxyphenylacetic acids (3-HPA) and 3-hydroxybenzoic acid (3-HBA) and characterization of polymeric material obtained in the electropolymerization of 3-HBA.From the molecular modeling of 3-HPA and intermediates, analysis of the properties derived from the electronic structure, it was possible to propose a mechanism for the electropolymerization reaction. Carbon-6 presents the higher increase in the amount of partial charge, through the processes of 3-HPA oxidation to form cr3-HPA deprotonation followed by this lead to the r3-HPA. The pairing should occur between the SOMO beta of cr3-HPA and SOMO alpha r3-HPA forming the ether bond observed in the experimental IR. We also investigated the electropolymerization of 3-HBA in three different pH values (0.5, 7.0, 12), and you can see that in an acid medium the formation of electrochemically active material is more evident. The study of electrical properties by cyclic voltammetry utlize cationic and anionic probes revealed that the film formed has anionic structure. The 3-HBA and poly (3-HBA) were characterized by spectroscopic techniques (FTIR, UV/Vis, fluorescence), thermal analysis (TGA and DTA) and structural analysis (DRX and MEV). The FTIR spectra showed that the functional groups are preserved in the polymer structure and also highlights the emergence of the ether group in the polymer structure. The analysis of UV/Vis revealed a band broadening and increased extent of absorption of the polymer in the visible region, indicating the extent of conjugation in the polymer structure. The diffractograms obtained for the monomer and polymer are characteristic of crystalline structures. Based on the studies of the electronic structure of 3-HBA and intermediaries, a mechanism for the electropolymerization reaction was proposed, in which the carbon 6, similarly to 3-HPA, should be attacked and the pairing should occur between the SOMO beta of cr3-HBA with the SOMO alpha r3-HBA, the lower energy gap, forming a polyether as elucidated in the FTIR spectra. The propagation of the reaction occurs through the pairing of radicals from the oxidation and deprotonation of the monomer with cation radicals from oxidation of the oligomers formed.
publishDate 2011
dc.date.none.fl_str_mv 2011-08-18
2012-02-06
2016-06-22T18:48:28Z
2016-06-22T18:48:28Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv FERREIRA, Deusmaque Carneiro. Theoretical study of the electropolymerization reaction of 3- hydroxyphenylacetic acids and 3-hydroxybenzoic and experimental characterization of poly (3-hydroxybenzoic acid). 2011. 127 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2011. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.di.2011.75
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17345
https://doi.org/10.14393/ufu.di.2011.75
identifier_str_mv FERREIRA, Deusmaque Carneiro. Theoretical study of the electropolymerization reaction of 3- hydroxyphenylacetic acids and 3-hydroxybenzoic and experimental characterization of poly (3-hydroxybenzoic acid). 2011. 127 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2011. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.di.2011.75
url https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17345
https://doi.org/10.14393/ufu.di.2011.75
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
BR
Programa de Pós-graduação em Química
Ciências Exatas e da Terra
UFU
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
BR
Programa de Pós-graduação em Química
Ciências Exatas e da Terra
UFU
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFU
instname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron:UFU
instname_str Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron_str UFU
institution UFU
reponame_str Repositório Institucional da UFU
collection Repositório Institucional da UFU
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
repository.mail.fl_str_mv diinf@dirbi.ufu.br
_version_ 1813711528677867520