Estudo das propriedades Mesomórficas e Fotofísicas de 4- Alcoxibenzoatos de 4- (Quinoxalin-2-Il)Fenila e derivados de Alcóxi-(E)-3-Estirilquinoxalin-2(1h)-ONA - Costa, Erivaldo Paulino da (2023)
O desenvolvimento de materiais orgânicos funcionais tem se mostrado de grande interesse para diversas áreas. Cristais líquidos são amplamente explorados na indústria de dispositivos eletrônicos, assim como compostos fluorescentes, em geral, também relevantes como sensores. A presente tese é dividida em duas partes: a primeira voltada para o estudo das propriedades líquido-cristalinas de 4- alcoxibenzoatos de 4- (quinoxalin-2-il)fenila (QX1, QX2, DMQX1 e DMQX2). Estes quatro compostos-finais foram obtidos em bons rendimentos a partir de protocolos com quatro etapas sintéticas, e devidamente caracterizados por técnicas espectroscópicas. Todos os derivados quinoxalínicos apresentaram comportamento líquidocristalinos, com mesofases esméticas e nemáticas em intervalos de até 112 oC, exceto o composto DMQX1, que apresentou apenas mesofase nemática. Em geral, as modificações estruturais dos compostos não influenciam sobremaneira as mesofases, as quais foram devidamente caracterizadas por microscopia óptica de luz polarizada, a partir de texturas clássicas, tais como padrões Schlieren (nemático) e fan-shaped (esmético), além de texturas não convencionais. Os valores das transições de fase foram confirmados por calorimetria de varredura diferencial. A segunda parte do trabalho se refere ao estudo das propriedades fotofísicas de uma série de derivados alcóxi-(E)- 3-estirilquinoxalin-2(1H)-ona (SQX1-SQX3) por espectroscopia UV-Vis e de fluorescência em diferentes solventes orgânicos (metanol, acetonitrila, diclorometano e hexano) e em meio aquoso. Foi verificado que o tanto a presença de um substituinte alkoxila adicional quanto efeito do solvente possuem pouco peso nas absorções dos compostos, com comprimentos de onda máximo de absorção na região do visível variando em 10 nm (398–408 nm). Por outro lado, estes dois fatores têm grandes efeitos com relação à emissão, os quais se refletem nos deslocamentos de Stokes em até 88 nm e 137 nm para os compostos SQX1 e SQX2, respectivamente, em metanol. Em geral, as soluções em metanol apresentaram emissões em maiores comprimentos de onda, e as emissões mais intensas foram observadas em diclorometano. Os espectros de emissão em hexano apresentaram duas bandas na região do visível, as quais podem estar associadas a ume feito de dimerização por meio de ligações de hidrogênio, especialmente pelas intensidades relativas destas variarem em função da concentração dos SQX. Foi observada isomerização cis-trans reversível para os derivados de SQX selecionadas sob incidência de luz (365 nm ou 254 nm) para todos os solventes utilizando UV-Vis, o que é condizente com o apresentado na literatura, todavia, um comportamento distinto foi observado para os compostos dissubstituídos, com o surgimento de uma nova banda, em 283 nm, que pode estar relacionada a um processo [2+2] fotoquímico. Por fim, foi verificado que a adição de água nas soluções em metanol e acetonitrila leva à processos de emissão induzida por agregação. Aspectos estruturais estão sendo discutidos e função de novos experimentos sendo realizados, e inclusive a partir de cálculos teóricos em andamento, de forma a justificar as propriedades fotofísicas destes compostos em diferentes condições.