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Type: Tese de Doutorado
Title: Engenharia de cristais aplicada na modulação de propriedades de magnetos moleculares
Authors: Willian Xerxes Coelho Oliveira
First Advisor: Cynthia Lopes Martins Pereira
First Co-advisor: Carlos Basilio Pinheiro
First Referee: Bernardo Lages Rodrigues
Second Referee: Maria Irene Yoshida
Third Referee: Koiti Araki
metadata.dc.contributor.referee4: Italo Odone Mazali
Abstract: Este trabalho descreve a aplicação da engenharia de cristais e os estudos de magnetoquímica de compostos contendo ligantes oxamato e oxalato. O trabalho está dividido em duas partes. Na primeira são apresentados compostos contendo ligantes oxamato e o bloco construtor [Cu(bpca)]+ (bpca¿ = bis(2-piridilcarbonil)amideto). Nesta parte é discutida a influência dos solventes de cristalização e do complexo [{K4(H2O)2}{Pd2(ppba)2] (1) na síntese do polímero de coordenação ferromagnético [{Cu(bpca)}2(H2ppba)]n.1.33ndmf.0.66ndmso (2), e nos sistemas magneticamente isolados [{Cu(bpca)(H2O)}2(H2ppba)] (3), [{Cu(bpca)}2(H2ppba)].2dmso (4) e [{Cu(bpca)}2(H2ppba)].6H2O (5). Também foi analisada a obtenção por monocristais dependentes do resfriamento das soluções contendo [Cu(bpca)]+ e [Pd(opba)]2¿, originando o sistema discreto [{Cu(bpca)}2{Pd(opba)}]·1,75dmso·0,25H2O (6) quando resfriado rapidamente, e o polímero de coordenação [{Cu(bpca)}2{Pd(opba)}]n·ndmso (7) quando resfriado lentamente, ambos exibindo átomos de cobre(II) magneticamente isolados. Foram propostos novos ligantes oxâmicos contendo grupos pirazol (EtH2Pyox) e isoxazol (EtHIsoox), cuja possibilidade de reconhecimento molecular através de ligação de hidrogênio depende do pH. A partir da reação destes com o bloco construtor [Cu(bpca)]+ foram obtidos três isômeros de coordenação [Cu(bpca)(H2Pyox)]n.ndmso.3nH2O (8) [Cu(bpca)(H2Pyox)]n.2nCH3OH (9) e [{Cu(bpca)2(H2Pyox)}(H2Pyox)]n.1/2neg¿7/2nH2O (10), além do sistema homobimetálico [{Cu(bpca)}2(Isoox)].2H2O.0,33eg (11), todos apresentando acoplamento antiferromagnético [Hbpca = bis(piridilcarbonyl)amida, H4ppba = ácido 1,4-fenilenobis(N- oxâmico), H4opba = ácido 1,2-fenilenobis(N-oxâmico), EtH2Pyox = 4-(1-H-pirazol-4-il)fenileno-N-oxamato de etila, EtHIsoox = 4-(isoxazol-4-il)fenileno-N-oxamato de etila, dmf = dimetilfomarmida, dmso = dimetilsulfóxido, eg = etilenoglicol]. Na segunda parte são apresentados os trabalhos envolvendo o ligante do tipo oxalato coordenados ao íon NbV no complexo [NbO(C2O4)3]3-. Foi investigado o uso de [NbO(C2O4)3]3- como bloco construtor, bem como a liberação controlada dos íons oxalato em solução aquosa ou metanólica. Como bloco construtor ele se converte a cis-[Nb(O)2(C2O4)2]3- na presença de perclorato de cromo(III), gerando a molécula na forma de quadrado [{Cr(dmso)4}2-µ-{Nb(O)2(C2O4)2}2].2dmso (13), juntamente com (NH4)(Hneo)2[NbO(C2O4)3] (14). A partir do ânion de (AsPh4)3[NbO(C2O4)3].9H2O (15) e na presença do cátion [Co(terpy)2]2+ produz-se um sistema com spin crossover dependente da temperatura, [Co(terpy)2]3[NbO(C2O4)3]2.3CH3OH.4H2O (16). Como liberador de íons oxalato foram obtidos blocos construtores [Cu(neo)(C2O4)(H2O)] (17) e [Cu2(neo)2(C2O4)(CH3OH)2](ClO4)2 (18), sendo este último utilizado para sintetizar o sistema heterometálico [{Fe(tpb)(CN)3}2{Cu2(neo)2(C2O4)}].xCH3OH (2,0 <= x <= 2,4) (19), bem como os sistemas do tipo [MII2(neo)4(C2O4)](ClO4)2.2dmso (M = Fe (20), Co (21) e Ni (22)). Estudos magnéticos revelaram que em 13 o íon de NbV é capaz de transmitir momento magnético entre os íons CrIII, e que em 18, 20-22 observa-se que o acoplamento antiferromagnético aumenta a intensidade com o aumento do número atômico (J = -5,4 cm-1(Fe) a J = -340 cm-1 (Cu)) [C2O4 = oxalato, neo = 2,9-dimetil-1,10-fenantrolina, tpb- = âniontrispirazoilborato].
Abstract: This work features the application of crystal engineering and magnetochemistry studies of compounds containing oxamate and oxalate ligands. This work is divided in two parts. In the first one are presented compounds containig oxamate ligands and the building block [Cu(bpca)]+. In this part it is described the influence of crystallization solvents and the complex [{K4(H2O)2}{Pd2(ppba)2] (1) on the synthesis of ferromagnetic coordination polymer [{Cu(bpca)}2(H2ppba)]n1.33ndmf0.66ndmso (2), and in themagnetically isolated systems [{Cu(bpca)(H2O)}2(H2ppba)] (3), [{Cu(bpca)}2(H2ppba)]2dmso (4) and [{Cu(bpca)}2(H2ppba)]6H2O (5). Also, it was analyzed the obtention of single crystals dependening on cooling rate of solutions containing [Cu(bpca)]+ and [Pd(opba)]2, arising the discrete trinuclear system [{Cu(bpca)}2{Pd(opba)}]·1,75dmso·0,25H2O (6) when was fast cooled, and the coordination polymer [{Cu(bpca)}2{Pd(opba)}]n·ndmso (7), when was slow cooled, both exhibiting magnetic isolated copper(II)ions. It was proposed two new oxamic ligands containing pyrazol (EtH2Pyox) and isoxazol (EtHIsoox) groups, which ability of molecular recognition trough hydrogen bonds depends on pH. Starting from the reaction of these compounds with [Cu(bpca)]+ building block it were obtained three coordination isomers [Cu(bpca)(H2Pyox)]nndmso3nH2O (8) [Cu(bpca)(H2Pyox)]n2nCH3OH (9) and [{Cu(bpca)2(H2Pyox)}(H2Pyox)]n1/2neg7/2nH2O (10), besides the homobimetallic compound [{Cu(bpca)}2(Isoox)]2H2O0,33eg (11), all exhibiting antiferromagnetic coupling [Hbpca = bis(pyridilcarbonyl)amide, H4ppba = 1,4-phenylenobis(N-oxamic acid), H4opba = 1,2-phenylenobis(N-oxamic acid), EtH2Pyox = Ethyl 4-(1-H-pyrazol-4-il)phenylene-N-oxamato, EtHIsoox = Ethyl 4-(isoxazol-4-il)phenylen-N-oxamato, dmf = dimethylfomarmide, dmso = dimethylsulfoxide, eg = ethyleneglicol]. In the second part are presented works involving the oxalate ligand coordinated to NbV ion in thecomplex [NbO(C2O4)3]3. It was investigated the use of [NbO(C2O4)3]3 as building block, as well as controllable oxalate-delivery in aqueous or methanolic solution. As a building block it was converted to cis-[Nb(O)2(C2O4)2]3 in the presence of chromium(III) perchlorate leading to the molecular square [{Cr(dmso)4}2--{Nb(O)2(C2O4)2}2]2dmso (13) together with (NH4)(Hneo)2[NbO(C2O4)3] (14). Starting from the anion of (AsPh4)3[NbO(C2O4)3]9H2O (15) and in the presence of [Co(terpy)2]2+ it was produced a spin crossover system dependent on temperature [Co(terpy)2]3[NbO(C2O4)3]23CH3OH4H2O (16). As oxalate-delivery ions were synthesized building blocks [Cu(neo)(C2O4)(H2O)] (17) and [Cu2(neo)2(C2O4)(CH3OH)2](ClO4)2 (18), which were used to synthesize the heterometallic complex [{Fe(tpb)(CN)3}2{Cu2(neo)2(C2O4)}]xCH3OH (2,0 x 2,4) (19), as well as systems such as MII2(neo)4(C2O4)](ClO4)22dmso (M = Fe (20), Co (21) and Ni(22)). Magnetic studies revealed that in 13 the ion NbV is able to transmit magnetic moment between the CrIII ions, and in 18, 20-22 was observed that intensity of antiferromagnetic coupling increases when atomic number increases ( J = 5.4 cm1 (Fe) to J = 340 cm1 (Cu)) [C2O4 = oxalate, neo = 2,9-dimethyl-1,10-phenantroline, tpb = trispyrazilborate anion].
Subject: Niobio
Engenharia reversa
Quimica inorganica
Cristais Propriedades magneticas
Magnetismo
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-BC2QPK
Issue Date: 27-Jun-2016
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