Esquaramidas e seus derivados: síntese, estudo teórico e fotoquímico de suas propriedades fotoluminescentes
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Squaramides and their derivatives: synthesis, theoretical study, and photochemical investigation of their photoluminescent properties
Primeiro orientador
Membros da banca
Adolfo Henrique de Moraes Silva
Fabiano Vargas Pereira
Fabiano Vargas Pereira
Resumo
A presente dissertação de Mestrado apresenta os resultados da síntese, caracterização e propriedades fotoluminescentes de híbridos moleculares doadoresaceptores (D-A) e doadores-aceptores-doadores (D-A-D) obtidos através da reação de condensação entre aminas aromáticas Ar-NH2 (subunidades doadoras de elétrons, D) e o dimetil esquarato (unidade aceptora de elétrons, A). Doze esquaramidas, sendo seis mono-substituídas e seis bis-substituídas, foram preparadas com bons rendimentos (80-90%). Dentre estas esquaramidas, uma mono-substituída e duas bissubstituídas são inéditas. Todos os precursores e intermediários preparados foram caracterizados por espectroscopia de ressonância magnética nuclear de hidrogênio e de carbono-13, espectroscopia na região do infravermelho e espectrometria de massas de alta resolução. As esquaramidas apresentaram absorções na região
ultravioleta (220-400 nm) e emissões fluorescentes na região do visível (400-700 nm) e infravermelho próximo (700-800 nm). O estudo fotofísico em solução de DMSO de derivados das esquaramidas também foi realizado. Alterações significativas foram observadas nas propriedades fotofísicas dos derivados, tais como aumento na intensidade e deslocamento batocrômico tanto nas absorbâncias quanto nas emissões. Estudos fotofísicos computacionais em nível TPSSh/def2-TZVP/CPCM(DMSO) foram efetuados para as energias de absorção e emissão, além da otimização das geometrias dos estados fundamental S0 e excitado S1.
Abstract
The present Master's dissertation presents the results of the synthesis, characterization and the photoluminescent properties of molecular hybrids, donorsacceptors (D-A), and donors-acceptors-donors (D-A-D), which were obtained through the condensation between aromatic amines Ar-NH2 (electron-donating subunits, D) and dimethyl squarate (acceptor unit, A). Twelve squaramides, including six monosubstituted and six bis-substituted, were prepared with good yields (80-90%). Among these squaramides, one mono-substituted and two bis-substituted compounds are novel through the condensation reaction between dimethyl squarate and aromatic amines. All prepared precursors and intermediates were characterized by hydrogen and carbon-13 nuclear magnetic resonance spectroscopy, and high-resolution mass spectrometry. The squaramides exhibited absorptions in the ultraviolet region (220-400 nm) and fluorescent emissions in the visible region (400-700 nm) and near-infrared region (700-800 nm). The photophysical study of squaramide derivatives was also performed in DMSO solution. Significant changes were observed in the photophysical properties of these derivatives, such as increased intensity and bathochromic shift in both absorbance and emissions. Computational photophysical studies were carried out at the TPSSh/def2-TZVP/CPCM(DMSO) level for absorption and emission energies, as well as optimization of the geometries of the ground state S0 and excited state S1.
Assunto
Química orgânica, Fluorescência, Síntese orgânica, Aminas, Funcionais de densidade, Diodos emissores de luz, Espectroscopia de ultravioleta, Espectrometria de massa, Espectro infravermelho, Espectroscopia de ressonância nuclear, Fotoluminescência
Palavras-chave
Esquaramidas, Síntese orgânica, Fluorescência, Estudos fotofísicos computacionais