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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.75.2015.tde-09112015-163018
Documento
Autor
Nome completo
Benedicto Augusto Vieira Lima
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2015
Orientador
Banca examinadora
Silva, Albérico Borges Ferreira da (Presidente)
Cebim, Marco Aurélio
Lima Neto, Benedito dos Santos
Galembeck, Sergio Emanuel
Haiduke, Roberto Luiz Andrade
Título em português
Estudo teórico das propriedades de complexos de rutênio contendo ligantes bifosfina, mercaptoligantes, picolilnato e benzonitrila
Palavras-chave em português
Complexos de rutênio
DFT
estudo teórico
Resumo em português

Neste trabalho foi feito o estudo teórico de complexos de rutênio de fórmula: cis-[RuCl2(NN)(PP)], [Ru(NS)(bipy)(PP)]+, [Ru(pic)(bipy)(PP)]+ e [RuCl(bCN)(bipy)(PP)]+, onde NN = 2,2'-bipiridina (bipy), 4,4'-dimetil-2,2'-bipiridina (Mebipy) e 1,10-fenantrolina (phen); PP = 1,1-Bis(difenilfosfino)metano (dppm), 1,2-Bis(difenilfosfino)etano (dppe), 1,3-Bis(difenilfosfino)propano (dppp), 1,4-Bis(difenilfosfino)butano (dppb) e 1,1'-Bis(difenilfosfino)ferroceno (dppf), NS = 2-mercaptopiridina (pyS), 2-mercaptopirimidina (prm), 4,6-dimetil-2-mercaptopirimidina (dmpm); pic = 2-picolinato; bCN = benzonitrila em nível da teoria DFT utilizando o funcional B3LYP. Os complexos tiveram suas estruturas otimizadas, as quais foram comparadas às estruturas obtidas experimentalmente por difração de raios X e apresentaram grande concordância com estas. A análise de decomposição de carga revelou que os ligantes NN, PP, NS, pic, bCN e Cl doam elétrons para o centro metálico tornando-o mais negativo, isso reflete na energia dos orbitais HOMO, que por sua vez pode ser relacionado com os valores dos potencias de oxidação dos complexos. Pode-se observar que quanto maior o valor do potencial de oxidação, menor a energia do HOMO. Além disso, nos complexos cis-[RuCl2(NN)(PP)] os valores de potenciais de oxidação são mais anódicos porque os dois átomos de cloro somados doam mais para o rutênio que os ligantes NS e pic e bCN. Os espectros eletrônicos foram calculados e as bandas observadas em 420 e 290 nm nos complexos [Ru(NS)(NN)(PP)]+ puderam ser atribuídas a transições dos tipos MLCT e LLCT devido a análise da composição dos orbitais. As bandas de baixa intensidade observadas nos complexos cis-[RuCl2(NN)(PP)] em torno de 460 nm, mostraram ser transições do tipo MLCT do HOMO-2 para o LUMO, sendo que esses orbitais estão concentrados nos átomos de rutênio e nos ligantes NN, respectivamente. Os espectros vibracionais calculados estão de acordo com os dados experimentais. As bandas observadas em torno de 1380, 1160 e 760 cm-1 foram atribuidas aos estiramentos vC-S e as bandas em 1715 cm-1 ao estiramento νC=O; no ligante livre essa última banda é observada em 1654 cm-1. A banda referente ao estiramento vC≡N, que aparece em 2229 cm-1 na benzonitrila não coordenada, nos complexos [RuCl(bCN)(NN)(PP)]+ aparece em 2250 cm-1.

Título em inglês
Theoretical study the properties of ruthenium complexes containing diphosphine, mercaptoligands, picolinate and benzonitrile as ligands
Palavras-chave em inglês
DFT
Ruthenium complexes
theoretical study
Resumo em inglês
Ruthenium complexes with formulas: cis-[RuCl2(NN)(PP)], [Ru(NS)(bipy)(PP)]+, [Ru(pic)(bipy)(PP)]+ e [RuCl(bCN)(bipy)(PP)]+, where NN = 2,2'-bipyridine (bipy), 4,4'-dimethyl-2,2'-bipyridine (Mebipy) e 1,10-phenanthroline (phen); PP = 1,1-Bis(diphenylphosphino)methane (dppm), 1,2- Bis(diphenylphosphino)ethano (dppe), 1,3- Bis(diphenylphosphino)propane(dppp), 1,4-Bis(diphenylphosphino)buthane (dppb) e 1,1'-Bis(diphenylphosphino)ferrocene (dppf), NS = 2-mercaptopyridine (pyS), 2-mercaptopyrimidine (prm), 4,6-dimethyl-2-mercaptopyrimidina (dmpm); pic = 2-picolinate; bCN = benzonitrile were studied in this thesis applying DFT theory with B3LYP functional. The complexes had their structures optimized and comparison with experimental structures determined by X ray crystallography show that they compare well. Charge decomposition analysis revealed that NN, PP, NS, pic, bCN and Clligands donate eletrons to the metal center makig it more negative, what reflects in the HOMO energies, that can be related to oxidation potencials of the complexes. The higher the oxidation potential of the complexes the lower the energy of HOMO. In complexes cis-[RuCl2(NN)(PP)] the oxidation potentials were more anodic because the two chlorine ligands togheterdonate more than NS, pic or bCN ligands. Electronic spectra of the complexes [Ru(NS)(NN)(PP)]+ were calculated and the bands around 420 and 290 nm could be assigned to transitions of the type MLCT, LLCT based on the analysis of the orbitals composition. The bands of low intensity around 460 nm observed in the spectra of cis-[RuCl2(NN)(PP)] were also MLCT transitions from HOMO-2 to LUMO, these orbitals are concentrated in ruthenium and NN ligands, respectively. The calculated vibrational spectra are in good agreement with experimental data, bands around 1380, 1160 e 760 cm-1 were assigned to vC-S stretching and bands around 1715 cm-1 to νC=O, in pic not coordinated this band appears at 1654 cm-1. In freebenzonitrile vC≡N band is observed at 2229 cm-1, but in complexes [RuCl(bCN)(NN)(PP)]+ this band is upshifted to 2250 cm-1.
 
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Data de Publicação
2015-11-10
 
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