Estudo de topologia e síntese racional de redes metalorgânicas
Ano de defesa: | 2019 |
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Tipo de documento: | Tese |
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Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
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Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-graduação em Química
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Departamento: |
ICE – Instituto de Ciências Exatas
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País: |
Brasil
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Palavras-chave em Português: | |
Área do conhecimento CNPq: | |
Link de acesso: | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/11224 |
Resumo: | A síntese de novas redes metalorgânicas estáveis e robustas tem se mostrado um grande desafio. Particularmente, a química reticular tem se mostrado uma importante fonte de aproximações e princípios que podem ser utilizadas no que é conhecido como “design racional” dessas estruturas porosas. A racionalização da síntese pode ser alcançada por meio da formação ou modulação de blocos de construção, os quais podem admitir geometrias e conectividades diversas as quais poderão produzir sistemas isoreticulados ou ainda novas topologias. Este trabalho buscou realizar a síntese racional de redes metalorgânicas, levando à obtenção de novos sistemas cristalinos, dentre os quais se destacam novas redes de coordenação formadas a partir de blocos de construção moleculares (unidades secundárias de construção – SBUs e metaloligante - ML). Dessa forma, dezessete novas estruturas cristalinas são reportadas na tentativa de construção de MOFs: um polímero de coordenação 1-periódico homometálico, baseado em ligante dicarboxilato (1); uma série de polímeros de coordenação 1-periódicos com ligantes mistos N- e O-doadores (2-5); uma rede de coordenação 1-periódica, envolvendo a formação de uma SBU 4-c do tipo roda de pá (7); uma rede de coordenação, 2-periódica, binodal e aresta-transitiva, de topologia sql (8); os cristais orgânicos multicomponentes (6, 9 e 10); a rede metalorgânica, 3-periódica, binodal e de topologia seh (11); a rede de coordenação 3-periódica, binodal e de topologia rtl (12); a rede de coordenação 3-periódica, formada a partir do empacotamento de SBUs do tipo rod, infinita (13); a série de redes de coordenação, 2-periódicas, multicomponentes (heterometálicas), usando um metaloligante como bloco de construção molecular (14-16) e da rede homometálica, 2-periódica, formada a partir da decomposição do metaloligante (17). Das estratégias usadas na tentativa de obtenção de MOFs, usando-se blocos de construção supermoleculares (SBBs), buscou-se empregar sistemas pré-montados tais como uma rede bidimensional de topologia hcb e um poliedro metalorgânico (a MOP-1). Os produtos obtidos a partir das tentativas de síntese não resultaram do aumento da dimensionalidade dos sistemas utilizados como SBBs. Os produtos obtidos foram devidamente submetidos a técnicas de caracterização físico-química e as estruturas cristalinas e topologia foram determinadas a partir dos dados de difração de raios X por monocristal. |
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Corrêa, Charlane Ciminihttp://lattes.cnpq.br/Diniz, RenataFreitas, Maria Clara RamalhoAbreu, Heitor Avelino deTasso, Thiago TeixeiraHernandes, Arquimedes Rafael Karamhttp://lattes.cnpq.br/Flores, Leonã da Silva2019-10-24T13:51:23Z2019-10-222019-10-24T13:51:23Z2019-07-31https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/11224A síntese de novas redes metalorgânicas estáveis e robustas tem se mostrado um grande desafio. Particularmente, a química reticular tem se mostrado uma importante fonte de aproximações e princípios que podem ser utilizadas no que é conhecido como “design racional” dessas estruturas porosas. A racionalização da síntese pode ser alcançada por meio da formação ou modulação de blocos de construção, os quais podem admitir geometrias e conectividades diversas as quais poderão produzir sistemas isoreticulados ou ainda novas topologias. Este trabalho buscou realizar a síntese racional de redes metalorgânicas, levando à obtenção de novos sistemas cristalinos, dentre os quais se destacam novas redes de coordenação formadas a partir de blocos de construção moleculares (unidades secundárias de construção – SBUs e metaloligante - ML). Dessa forma, dezessete novas estruturas cristalinas são reportadas na tentativa de construção de MOFs: um polímero de coordenação 1-periódico homometálico, baseado em ligante dicarboxilato (1); uma série de polímeros de coordenação 1-periódicos com ligantes mistos N- e O-doadores (2-5); uma rede de coordenação 1-periódica, envolvendo a formação de uma SBU 4-c do tipo roda de pá (7); uma rede de coordenação, 2-periódica, binodal e aresta-transitiva, de topologia sql (8); os cristais orgânicos multicomponentes (6, 9 e 10); a rede metalorgânica, 3-periódica, binodal e de topologia seh (11); a rede de coordenação 3-periódica, binodal e de topologia rtl (12); a rede de coordenação 3-periódica, formada a partir do empacotamento de SBUs do tipo rod, infinita (13); a série de redes de coordenação, 2-periódicas, multicomponentes (heterometálicas), usando um metaloligante como bloco de construção molecular (14-16) e da rede homometálica, 2-periódica, formada a partir da decomposição do metaloligante (17). Das estratégias usadas na tentativa de obtenção de MOFs, usando-se blocos de construção supermoleculares (SBBs), buscou-se empregar sistemas pré-montados tais como uma rede bidimensional de topologia hcb e um poliedro metalorgânico (a MOP-1). Os produtos obtidos a partir das tentativas de síntese não resultaram do aumento da dimensionalidade dos sistemas utilizados como SBBs. Os produtos obtidos foram devidamente submetidos a técnicas de caracterização físico-química e as estruturas cristalinas e topologia foram determinadas a partir dos dados de difração de raios X por monocristal.The synthesis of novel, stable and robust metal-organic frameworks has been a major challenge. Particularly, reticular chemistry has proven to be an important source of approximations and principles that can be used in what is known as the "rational design" of these porous structures. The rationalization of synthesis can be achieved through the formation or modulation of building blocks, which can acquire different geometries and connectivity and may allow isoreticulated systems or new topologies. This work aimed to realize the rational synthesis of metal-organic frameworks, leading to the obtaining of novel crystalline systems, among which new coordination networks formed from molecular building blocks (secondary building units - SBUs and metalloligand - ML) stand out. Thus, seventeen new crystal structures are reported in the attempt to build MOFs: a homometallic and 1-periodic coordination polymer based on a dicarboxylate ligand (1); a series of 1-periodic coordinating polymers with mixed ligands, N- and O-donors (2-5); a 1-periodic coordination network involving the formation of a SBU 4-connected with paddle wheel type (7); a 2-periodic, binodal and edge-transitive coordination network with sql topology (8); multicomponent organic crystals (6, 9 and 10); the 3-periodic and binodal coordination network with seh topology (11); a 3-periodic and binodal coordination network with rtl topology (12); a 3-periodic coordination network formed from the closest packing of rods that are infinite SBUs (13); a series of 2-periodic and multicomponent (heterometallic) coordination networks using a metalloligand as a molecular building block (14-16) and the 2-periodic and homometallic coordination network formed from the decomposition of the metalloligand used (17). From the strategies used in the attempt to obtain MOFs by supermolecular building blocks (SBBs) approach, we sought to employ pre-assembled systems such as a two-dimensional coordination network with hcb topology and a metal-organic polyhedra (MOP-1). The products obtained from these synthesis attempts did not result from the increased dimensionality of the systems used as SBBs. All compounds obtained were duly submitted to the physicochemical characterization techniques and the crystalline structures and topology were determined from the single crystal X-ray diffraction.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)Programa de Pós-graduação em QuímicaUFJFBrasilICE – Instituto de Ciências ExatasCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICAMateriais porososRedes metalorgânicasPolímeros de coordenaçãoQuímica reticularCristalografiaPorous materialsMetal-organic frameworksCoordination polymersReticular chemistryCrystallographyEstudo de topologia e síntese racional de redes metalorgânicasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFJFinstname:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)instacron:UFJFORIGINALleonadasilvaflores.pdfleonadasilvaflores.pdfapplication/pdf7883310https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/11224/1/leonadasilvaflores.pdf722ebbe5cbba0cb77ff994237eea8e79MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/11224/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52TEXTleonadasilvaflores.pdf.txtleonadasilvaflores.pdf.txtExtracted texttext/plain253770https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/11224/3/leonadasilvaflores.pdf.txt6c4dd451940995ede016bdb6c979a40fMD53THUMBNAILleonadasilvaflores.pdf.jpgleonadasilvaflores.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1125https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/11224/4/leonadasilvaflores.pdf.jpg29e176d783081af65a9a12ef95fd7437MD54ufjf/112242019-10-25 04:08:11.905oai:hermes.cpd.ufjf.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufjf.br/oai/requestopendoar:2019-10-25T06:08:11Repositório Institucional da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)false |
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