Síntese e caracterização de um novo complexo binuclear

5° Congresso Norte-Nordeste de Química
3° Encontro Norte-Nordeste de Ensino de Química
Síntese e caracterização de um novo complexo binuclear de Tb(III)
Thaís Meira Menezes1, Maryene Alves Camargo2
1
Estudante do curso de Licenciatura em Química – DQ – UFRPE; email:
[email protected]
2
Docente/pesquisador do Departamento de Química Fundamental – CCEN – UFPE;
email: [email protected]
Palavras-chave: complexos, lantanídeo, caracterização
Introdução
A obtenção de complexos contendo íons lantanídeos é um foco de estudo de grande
importância devido às propriedades destes metais quando coordenados a ligantes
orgânicos1. Quando se verifica a coordenação do lantanídeo a certos ligantes é possível
identificar a eficiência na emissão de luz na região do visível (400 a 700 nm). As
transições intraconfiguracionais f-f características do metal, de acordo com regras de
seleção, são transições eletrônicas de mesma paridade e possuem baixa probabilidade de
acontecer. Porém, coordenando tais íons a ligantes responsáveis pela absorção de
energia (cromóforos) é possível obter compostos com alto poder luminescente. O
ligante terá a função de absorver energia na região ultravioleta e a transferir do estado
excitado do ligante para os níveis 4f do lantanídeo, emitindo na região do visível,
fenômeno conhecido como “efeito antena”2. Para a utilização de um material como este
que promove variadas aplicações3,4,5, se faz necessária uma série de estudos que
possibilita a caracterização do composto e a determinação de sua provável estrutura.
Com base nisso, este trabalho reporta o preparo e a caracterização (espectroscopia de IV
e TGA) de um complexo binuclear de Tb (III), contendo o ligante binucleante
H2BPBPMP (2-[N-bis-(2-piridilmetil)aminometil] -4- metil-6 -[N´-(2-hidroxibenzil)(2piridilmetil)aminometil]fenol e a β-dicetona,acetoacetanilida (AAA), complexo, este,
com promissoras propriedades luminescentes.
Materiais e métodos
Dissolveu-se 0,138 g (0,25 mmol) do ligante H2BPBPMP em 15 mL de metanol com
aquecimento a 40°C. Adicionou-se Tb(NO3)3.nH2O (0,2309g, 0,5 mmol) pré dissolvido
em 20 mL de metanol, permanecendo com agitação e aquecimento a 40°C durante 15
minutos. À mistura resultante foi, então, adicionado o ligante AAA (0,0885g; 0,5
mmol), pré-dissolvido em 5mL de metanol e deixado em agitação e aquecimento
durante 40 minutos. A precipitação do complexo foi obtida a partir da mistura
etanol/hexano na proporção 1:2.
Resultados e Discussão
As estruturas dos ligantes utilizados na preparação do complexo são mostradas abaixo:
Figura 1. Estruturas moleculares dos ligantes AAA e H2BPBPMP
O complexo [Tb2(BPBPMP)(AAA)2(H2O)](NO3)2.4H2O foi caracterizado pela análise
de IV, onde foi possível inferir a coordenação dos ligantes com o íon lantanídeo usado
na síntese. As principais bandas de seu espectro são mostradas abaixo:
Ligante H2BPBPMP
(cm-1)
Complexo
[Tb2(BPBPMP)(AAA)2(H2O)](NO3)2.4H2O
Ligante AAA
(cm-1)
(cm-1)
ν(C-Hare C-Halif) 3055 - 2830
ν (O-H) 3301
ν (C-Har, N-Hamida) 3291-3100
ν (C=C e C=N) 1590-1483
ν(C=C e C=N) 1571-1444
ν( C-Halif) 2954
ν (C-Ofenol) 1261
ν (C-Ofenol) 1181
δ(O-Hfenol) 1390
ν (C-N) 1096
δ (C-Har) 757
ν(C-N) 1095
ν(C-C(=O)Ccetona) 1296, 1155
ν(C-C(=O)Ccetona) 1314, 1164
ν (C=Ocetona) 1658, 1605
ν (C=Ocetona) 1725, 1661
δ (N-Hamida) 1482
δ(N-Hamida) 1545
δ(C-Har) 759
δ (C-Har) 905- 512
ν(NO3)contra-íon 1384
Tabela 1. Bandas selecionadas dos espectros no infravermelho para o complexo
[Tb2(BPBPMP)(AAA)2(H2O)](NO3)2.4H2O e os ligantes livres, em número de onda (cm-1,
dispersos em KBr).
Os espectros no IV dos ligantes foram comparados com o do complexo, onde se
identificaram bandas correspondentes aos grupos funcionais dos ligantes no espectro no
IV do complexo, porém em regiões de menores números de onda: como o deslocamento
do grupo N-H referente à amida do ligante AAA, que livre apresenta banda em 1545
cm-1 e quando coordenado ao lantanídeo observa-se frequência em 1482 cm-1, também é
vista a frequência relativa à deformação axial das ligações C=O da β-dicetona AAA que
diminui com a coordenação ao metal, passando de 1725 cm-1 para 1658 cm-1
(estiramento simétrico) e de 1661 cm-1 para 1605 cm-1 (estiramento assimétrico). Em
relação às bandas características do ligante H2BPBPMP, encontradas no espectro no IV
do complexo, é possível encontrar diferenças significativas: como a banda de
deformação axial C-O em 1261 cm-1 referente ao fenol do ligante livre que no espectro
de IV do complexo desloca para um menor comprimento de onda (1181 cm-1) e
ausência da frequência de deformação angular O-H fenol no espectro de IV do
complexo, o que sugere a formação do ânion RCO- para a coordenação do ligante ao íon
térbio. Além disso, no espectro no IV do complexo se observam frequências
relacionadas à presença de íons nitrato (NO3) e uma banda larga proveniente das águas
de hidratação e/ou coordenação.
Também
foi
realizada
uma
análise
térmica
(TG)
do
complexo
[Tb2(BPBPMP)(AAA)2(H2O)](NO3)2.4H2O para um estudo da estabilidade do
composto em função da temperatura, de 0 a 900°C num fluxo de 10°C/min. É possível
visualizar dois picos endotérmicos, o primeiro se localiza em torno de 80°C relativo à
saída das 4 águas de hidratação perdendo 5,435% da amostra, o segundo pico representa
a perda de 1,293% que é atribuído a 1 água de coordenação. Observa-se, ainda, três
picos exotérmicos próximos de 334°C, 438°C e 509°C com perda de 20,956%, 11,545%
e 31,079%, respectivamente, originados da decomposição da parte orgânica (degradação
dos ligantes). Ao final da análise restaram 29,708% do composto, que pode ser
atribuído ao óxido de térbio (Tb2O3).
Figura 2. Curva termogravimétrica e sua respectiva derivada primeira para o complexo
[Tb2(BPBPMP)(AAA)2(H2O)](NO3)2.4H2O, utilizando velocidade de varredura de 10ºC/min até
a temperatura de 900ºC, em atmosfera de N2.
Conclusão
O novo complexo proposto foi preparado e devidamente caracterizado por análises de
IV e termogravimétrica (TGA), sendo possível sugerir sua fórmula molecular
[Tb2(BPBPMP)(AAA)2(H2O)](NO3)2.4H2O. Entretanto, adicionais caracterizações
analíticas (CHN, Raios-X, condutividade etc.) se fazem necessárias do complexo além
do estudo de suas promissoras propriedades luminescente.
Referências
1.J.-C. Rodriguez-Ubis, B. Alpha, D. Plancherel, J.-M. Lehn, Helv. Chim.Acta 67
(1984) 2264–2269.
2. W. De W. Horrocks Jr. and D. R. Sudnick, Ace. Chem. Res., 1981, 14, 384
3. E. Soini and 1.Hemmila, Clin. Chem., 1979,25, 253.
4.Lehn, J. M.; Supramolecular Chemistry, Concepts and Perspectives, VCH-Weinheim,
1995.
5.Alexander, V.; Chem. Rev. 1995, 95, 273.