Design de composto de coordenação com íons lantanídeos: conversores moleculares de luz - de Mendonça Faustino, Wagner (2001)
Este trabalho teve como objetivo principal o desenvolvimento de novos compostos de coordenação com íons lanatanídeos que possam atuar como dispositivos moleculares conversores de luz, DMCLs. Com este fim, usou-se a química teórica e a química computacional como ferramentas importantes no levantamento de informações acerca da estrutura eletrônica e da fotofísica envolvida no processo de conversão de energia nos DMCLs projetados. Foram projetados compostos de fórmulas gerais Eu(L)3(H2O)2 e Eu(L)3bipy, onde L corresponde a ligantes aniônicos derivados de N-acilbenzamidas ou N-2acilaminopiridinas e bipy corresponde à bipiridina. A prévia escolha destes ligantes baseou-se no fato de os mesmos se assemelharem a eficientes antenas , como b-dicetonatos e picolinatos. Os N-acilbenzamidatos utilizados nos complexos projetados foram o N-acetilbenzamidato, N-trifluoroacetilbenzamidato, N-benzoilbenzamidato e o N-dodecanoilbenzamidato; enquanto os N-2acilaminopiridinatos foram o N-2acetilaminopiridinato, N-2trifluoroacetilaminopiridinato, N-2benzoilaminopiridinato e o N-2dodecanoilaminopiridinato. No design dos complexos empregou-se o método SMLC para otimização das geometrias e o método INDO/S-CI para determinação da estrutura eletrônica de seus componentes absorvedores. Admitiu-se, para o íon coordenado, a estrutura eletrônica do íon livre no acoplamento intermediário. Determinaram-se as taxas de decaimento radiativo dos níveis emissores dos complexos projetados, usando a teoria de Judd-Ofelt, admitindo o modelo de recobrimento simples para o cálculo dos parâmetros de intensidades, W. Este modelo também foi adotado no cálculo das taxas de transferência de energia ligante-Eu+3 nos complexos. Estas taxas possuem uma dependência com as distâncias entre os estados doadores e receptores de energia dos ligantes e do íon central. No presente trabalho, foi deduzida uma expressão analítica para o cálculo destas distâncias, assim como sugerida uma metodologia para o cálculo das mesmas, baseada na expressão As taxas de decaimento radiativo e as de transferência de energia foram empregadas nas estimativas teóricas dos rendimentos quânticos dos complexos projetados. Os rendimentos previstos para o nível 5D0 nos complexos bipiridínicos com os ligantes N-trifluoroacetil-benzamidato, N-benzoil-benzamidato, N-2trifluoroacetilaminopiridinato e N-2benzoilaminopiridinato foram bastante satisfatórios, sendo da mesma ordem que os previstos para complexos, conhecidos, de lantanídeos com b-dicetonatos, altamente luminescentes. Foram sintetizados e caracterizados neste trabalho, os compostos N-acetilbenzamida, N-dodecanoilbenzamida, N-2acetilaminopiridina, N-2trifluoroacetilaminopiridina, N-2benzoilaminopiridina e N-2dodecanoilaminopiridina, cujos ânions haviam sido usados nos designs dos complexos. Com estes compostos, foram sintetizados complexos de Eu+3, Gd+3 e Tb+3, em solução etanólica, os quais não foram isolados. Com todos os compostos sintetizados, foram feitos estudos espectroscópicos, via espectroscopia eletrônica de absorção, de emissão e medidas de tempo de vida dos estados excitados, buscando sempre correlacionar teoria e experimento. Com os resultados destes estudos foi possível, finalmente, fazer uma estimativa para os níveis de energia, taxas de transferência e rendimentos quânticos para os complexos em solução. Os rendimentos quânticos estimados foram bastantes satisfatórios, principalmente o do complexo de Eu+3 com N-2benzoilaminopiridinatos, a ponto de motivar a síntese dos compostos a que se referem. Estes resultados reforçam a idéia de que os compostos de coordenação projetados no presente trabalho podem ser bastante promissores como dispositivos moleculares conversores de luz