Nova rota de síntese de um ligante dicarboxílico para obtenção de redes metalorgânicas inéditas com poros de dimensões elevadas
| dc.creator | Bruno Tadeu Dival Procópio | |
| dc.date.accessioned | 2025-08-29T20:29:55Z | |
| dc.date.accessioned | 2025-09-08T22:49:39Z | |
| dc.date.available | 2025-08-29T20:29:55Z | |
| dc.date.issued | 2025-07-18 | |
| dc.description.abstract | Metal-Organic Frameworks (MOFs) stand out as promising porous materials, primarily due to their structural versatility and high adsorption capacity. This work aimed to produce a connector derived from 2,5-dihydroxyterephthalic acid, featuring three aromatic rings between the carboxylic acid groups, using the Suzuki–Miyaura coupling reaction. This modification sought to obtain an extended ligand capable of forming MOFs isoreticular to MOF-74, but with larger pore diameters. The ligand, 3,3''-dihydroxy-2',5'-dimethyl-[1,1':4',1''-terphenyl]-4,4''-dicarboxylic acid, was synthesized through an adaptation of a route already described in the literature. While the original route proposes a sequential construction methodology, the strategy developed in this work enables simultaneous modification of both ends of the substrate, reducing the number of steps from five to four and increasing the overall yield from 57.0% (literature) to 60.2% (proposed). The newly synthesized ligand was then employed in the solvothermal synthesis of MOFs. Three new MOFs were successfully obtained and characterized, incorporating the transition metals Zn(II), Co(II), and Ni(II), resulting in the structures Zn-IRMOF-74-III, Co-IRMOF-74-III, and Ni-IRMOF-74-III, respectively. Structural confirmation of the obtained MOFs was carried out using powder X-ray diffraction and infrared spectroscopy. Furthermore, a systematic investigation was conducted on variables such as the type of metal precursor, the composition of the solvent mixture, and reagent concentrations, identifying the conditions that maximize yield and crystallinity for each MOF produced. The best yields for the IRMOFs were achieved using solvothermal syntheses in solutions containing a DMF–ethanol mixture (87.5/12.5 v/v) and the acetates Zn(CH₃COO)₂, Co(CH₃COO)₂, and Ni(CH₃COO)₂. The highest crystallinity was obtained with the same solvent mixture but using Zn(NO₃)₂, CoCl₂, and Ni(NO₃)₂ as metal precursors. This study contributed to the development of a novel and more cost-effective synthesis route for the ligand, the production of new IRMOF-74-III materials, and the implementation of a protocol for miniaturizing solvothermal reactors, optimizing reagent consumption and providing greater flexibility for varying experimental parameters. | |
| dc.description.sponsorship | CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/1843/84742 | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de Minas Gerais | |
| dc.rights | Acesso Restrito | |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/ | |
| dc.subject | Química inorgânica | |
| dc.subject | Ciência dos materiais | |
| dc.subject | Materiais porosos | |
| dc.subject | Química organometálica | |
| dc.subject | Raios X – Difração | |
| dc.subject | Espectroscopia de infravermelho | |
| dc.subject.other | Redes Metal-Orgânicas | |
| dc.subject.other | Acoplamento Suzuki–Miyaura | |
| dc.subject.other | Síntese solvotérmica | |
| dc.subject.other | IRMOF-74 | |
| dc.subject.other | Ligantes dicarboxilícos | |
| dc.title | Nova rota de síntese de um ligante dicarboxílico para obtenção de redes metalorgânicas inéditas com poros de dimensões elevadas | |
| dc.type | Dissertação de mestrado | |
| local.contributor.advisor-co1 | Carlos Basílio Pinheiro | |
| local.contributor.advisor1 | Willian Xerxes Coelho Oliveira | |
| local.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4399000315725154 | |
| local.contributor.referee1 | Pedro Henrique Morais Andrade | |
| local.contributor.referee1 | Tamyris Teixeira da Cunha | |
| local.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/5456227905687338 | |
| local.description.embargo | 2026-07-19 | |
| local.description.resumo | As Redes Metalorgânicas (MOFs) destacam-se como materiais porosos promissores, principalmente devido à sua versatilidade estrutural e elevada capacidade de adsorção. Este trabalho teve como objetivo produzir um conector derivado do ácido 2,5-dihidroxitereftálico, com três anéis aromáticos entre os ácidos carboxilicos, utilizando a reação de acoplamento Suzuki–Miyaura. Essa modificação visou obter um ligante estendido, capaz de formar MOFs isoreticulares à MOF-74, com poros de diâmetro ampliado. O ligante ácido 4,4''-dicarboxi-3,3''-di-hidroxi-2',5'-dimetil-[1,1':4',1''-terfenil] foi sintetizado a partir de uma adaptação de uma rota já descrita na literatura. Enquanto a rota original propõe sua contrução, a partir de de uma metodologia sequencial, a estratégia desenvolvida neste trabalho permite a modificação simultânea de ambos os extremos do substrato, reduzindo o número de etapas de 5 para 4 e aumentando o rendimento global de 57,0% (literatura) para 60,2% (proposto). O novo ligante obtido foi utilizado na síntese das MOFs por meio de metodologias solvotérmicas. Foram obtidas e caracterizadas três novas MOFs incorporando os metais de transição Zn(II), Co(II) e Ni(II), resultando nas estruturas Zn-IRMOF-74-III, Co-IRMOF-74-III e Ni-IRMOF-74-III, respectivamente. A confirmação estrutural das MOFs obtidas foi realizada pela técnicas de difração de raios X de policristais e espectroscopia no infravermelho. Por fim ainda investigou-se de forma sistemática a influência de variáveis como o tipo de precursor metálico, a composição da mistura de solventes e a concentração dos reagentes, identificando condições que maximizam o rendimento e a cristalinidade dos materiais de cada uma da MOFs produzidas. Os melhores resultados para rendimento de IRMOFs foram obtidos com a sístese solvotérmicas em soluções contendo uma mistura DMF-etanol (87,5/12,5 v/v) e os acetatos Zn(CH₃COO)₂, Co(CH₃COO)₂ e Ni(CH₃COO)₂. A maior cristalinidade foi obtida na mesma mistura de solventes, porém utilizando Zn(NO₃)₂, CoCl₂ e Ni(NO₃)₂ como precursores metálicos. Este trabalho contribuiu para o desenvolvimento de uma rota de síntese inédita e mais econômica para o ligante, para obtenção de novas IRMOF-74-III e para a implementação de um protocolo de miniaturização de reatores solvotérmicos, otimizando o consumo de insumos e permitindo maior flexibilidade na variação de parâmetros experimentais. | |
| local.identifier.orcid | https://orcid.org/0009-0003-6796-7347 | |
| local.publisher.country | Brasil | |
| local.publisher.department | ICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA | |
| local.publisher.initials | UFMG | |
| local.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Química |