Síntese e caracterização estrutural de polímeros de coordenação de Sn(II) com ligantes carboxilatos
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
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Primeiro orientador
Membros da banca
Renata Pereira Lopes Moreira
Wagner da Nova Mussel
Wagner da Nova Mussel
Resumo
Os polímeros de coordenação (PCs) de Sn(II) com ligantes carboxilatos representam uma classe de materiais promissora devido à combinação singular entre a versatilidade estrutural e o efeito estereoquímico do par não ligante 5s² do Sn(II). Este trabalho teve como objetivo sintetizar e caracterizar novos PCs de Sn(II), investigando como diferentes ácidos carboxílicos influenciam a dimensionalidade, a geometria e a estabilidade das redes obtidas. Para isso, empregaram-se rotas hidrotérmicas, utilizando SnSO4 e quatro ligantes distintos: H4MHNC, H2IDC, H2bpydc-5,5’ e H2bpydc-6,6’. Os materiais foram caracterizados por difração de raios X em pó (DRX), difração de elétrons tridimensional (3D-ED), espectroscopia no infravermelho (FTIR) e análise termogravimétrica (TGA/DSC). Os resultados revelaram a formação de estruturas diversificadas, incluindo polímeros unidimensionais, bidimensionais e tridimensionais, bem como a ocorrência de geometrias disfenoidais e penta-coordenadas incomuns para Sn(II). Em alguns casos, observou-se a oxidação parcial do estanho a Sn(IV), evidenciando o desafio de estabilizar esse cátion em meio hidrotérmico. A análise térmica indicou estabilidade significativa dos compostos até temperaturas intermediárias. Conclui-se que a natureza e a geometria dos ligantes foram determinantes para a formação das topologias e para a estabilidade dos PCs obtidos. O trabalho amplia a compreensão da química de coordenação do Sn(II), evidenciando tanto sua variedade estrutural quanto os desafios sintéticos associados, além de apontar perspectivas de aplicação em catálise e no desenvolvimento de novos materiais funcionais.
Abstract
Sn(II) coordination polymers (CPs) with carboxylate ligands represent a promising class of materials due to the unique combination of structural versatility and the stereochemical influence of the Sn(II) 5s² lone pair. This work aimed to synthesize and characterize new Sn(II) CPs, investigating how different carboxylic acids influence the dimensionality, geometry, and stability of the resulting networks. Hydrothermal routes were employed, using SnSO₄ and four distinct ligands: H₄MHNC, H₂IDC, H₂bpydc-5,5’, and H₂bpydc-6,6’. The materials were characterized by powder X-ray diffraction (PXRD), three-dimensional electron diffraction (3D-ED), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), and thermogravimetric/differential scanning calorimetry (TGA/DSC). The results revealed the formation of diverse structures, including one-, two-, and three-dimensional polymers, as well as the occurrence of disphenoidal and unusual penta-coordinated geometries for Sn(II). In some cases, partial oxidation of tin to Sn(IV) was observed, highlighting the challenge of stabilizing this cation under hydrothermal conditions. Thermal analysis indicated significant compound stability up to intermediate temperatures. It can be concluded that the nature and geometry of the ligands were decisive for the formation of the observed topologies and for the stability of the obtained CPs. This work broadens the understanding of Sn(II) coordination chemistry, evidencing both its structural diversity and the synthetic challenges involved, while also pointing to potential applications in catalysis and the development of new functional materials.
Assunto
Química inorgânica, Polímeros, Estanho, Compostos de coordenação, Estereoquímica, Análise térmica
Palavras-chave
Polímeros de coordenação, Estanho (II), Carboxilatos, Síntese hidrotérmica