Estudo das propriedades estruturais e vibracionais do bis(L-Treoninato de Cobre (II)) monohidratado em altas pressões
| Ano de defesa: | 2025 |
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Resumo: | Amino acids are essential organic compounds in protein synthesis and exhibit a wide range of technological applications. Their vibrational and structural properties—especially in crystalline form and as part of molecular complexes—have been extensively investigated to understand phenomena such as pharmaceutical polymorphism, biological system architecture, and confor mations of more complex molecules like peptides and proteins. However, purely organic crystals often suffer from limited physicochemical stability. The complexation with metal ions enables the formation of stable hybrid crystals, known as metal–organic materials, which merge the functionality of organic ligands with the electronic and structural properties of metals. This synergy yields compounds with enhanced potential for functionalization and tunable optical, magnetic, and catalytic behaviors. This study presents the vibrational analysis of the metal complex bis(L-threoninate copper(II)) monohydrate under varying pressure conditions from ambient up to 6.4 GPa, across the spectral range of 100 cm−1 to 3400 cm−1. Raman spectroscopy measurements combined with theoretical simulations via Density Functional Theory (DFT) show strong agreement between theoretical and experimental spectra, allowing for accurate vibrational mode assignments. Spectroscopic analysis under extreme pressure reveals the merging and disappearance of specific vibrational modes between 4 and 5 GPa, along with band broadening as pressure increases. These findings suggest changes in intermolecular interactions without drastic alterations to the crystal structure, indicating conformational transitions occurring at 4 GPa. |
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Sousa, Lúcio Rafael Ferreira deLima Júnior, José Alves de2025-09-16T12:16:06Z2025-09-16T12:16:06Z2025SOUSA, Lúcio Rafael Ferreira de. Estudo das propriedades estruturais e vibracionais do bis(L-Treoninato de Cobre (II)) monohidratado em altas pressões, 102f. Dissertação (Mestrado em Física) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025.http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/82540Amino acids are essential organic compounds in protein synthesis and exhibit a wide range of technological applications. Their vibrational and structural properties—especially in crystalline form and as part of molecular complexes—have been extensively investigated to understand phenomena such as pharmaceutical polymorphism, biological system architecture, and confor mations of more complex molecules like peptides and proteins. However, purely organic crystals often suffer from limited physicochemical stability. The complexation with metal ions enables the formation of stable hybrid crystals, known as metal–organic materials, which merge the functionality of organic ligands with the electronic and structural properties of metals. This synergy yields compounds with enhanced potential for functionalization and tunable optical, magnetic, and catalytic behaviors. This study presents the vibrational analysis of the metal complex bis(L-threoninate copper(II)) monohydrate under varying pressure conditions from ambient up to 6.4 GPa, across the spectral range of 100 cm−1 to 3400 cm−1. Raman spectroscopy measurements combined with theoretical simulations via Density Functional Theory (DFT) show strong agreement between theoretical and experimental spectra, allowing for accurate vibrational mode assignments. Spectroscopic analysis under extreme pressure reveals the merging and disappearance of specific vibrational modes between 4 and 5 GPa, along with band broadening as pressure increases. These findings suggest changes in intermolecular interactions without drastic alterations to the crystal structure, indicating conformational transitions occurring at 4 GPa.Os aminoácidos são compostos orgânicos fundamentais para a constituição das proteínas e apresentam uma ampla gama de aplicações tecnológicas. Diversas propriedades vibracionais e estruturais de cristais de aminoácidos e os seus complexos foram exploradas para entender fenômenos como o polimorfismo de fármacos, a estrutura de sistemas biológicos e as conformações de moléculas mais complexas, como peptídeos e proteínas. Entretanto, cristais puramente orgânicos possuem limitações em termos de estabilidade físico-química. A complexação com íons metálicos permite a formação de cristais híbridos estáveis, os chamados materiais metal orgânicos que combinam a funcionalidade dos ligantes orgânicos com as propriedades eletrônicas e estruturais dos metais. Essa interação resulta em compostos com maior capacidade de funcionalização e possibilidade de modulação de propriedades ópticas, magnéticas e catalíticas. Neste trabalho, foi realizado o estudo vibracional do complexo metálico bis(L-treoninato de cobre(II)) monohidratado, com a pressão variando da pressão ambiente até 6,4 GPa, na região espectral entre 100 cm−1 até 3400 cm−1. Baseando-se em estudos anteriores de espectroscopia Raman em cristais híbridos e cálculos teóricos via Teoria do Funcional da Densidade (DFT), os espectros teóricos mostraram uma boa concordância com os espectros experimentais, possibilitando a atribuição dos modos vibracionais. A análise espectroscópica sob condições extremas de pressão revelou a junção e o desaparecimento de modos específicos entre 4 e 5 GPa. Além do alargamento das bandas com o aumento da pressão. Essas variações sugerem modificações nas interações intermoleculares, porém sem mudanças drásticas na estrutura cristalina, indicando que o cristal estudado passa por mudanças conformacionais em 4 GPa.Estudo das propriedades estruturais e vibracionais do bis(L-Treoninato de Cobre (II)) monohidratado em altas pressõesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisCondições extremasMateriais funcionaisEspectroscopia RamanComplexos metálicosExtreme conditionsFunctional materialsRaman spectroscopyMetal complexesinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFC2025ORIGINAL2025_dis_lrfsousa.pdf2025_dis_lrfsousa.pdfapplication/pdf17835648http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/82540/5/2025_dis_lrfsousa.pdf9f4890b530bff4a7ef7e6a2c6d3fbe57MD55LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/82540/6/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD56riufc/825402025-09-16 09:16:06.883oai:repositorio.ufc.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2025-09-16T12:16:06Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false |
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Estudo das propriedades estruturais e vibracionais do bis(L-Treoninato de Cobre (II)) monohidratado em altas pressões Sousa, Lúcio Rafael Ferreira de Condições extremas Materiais funcionais Espectroscopia Raman Complexos metálicos Extreme conditions Functional materials Raman spectroscopy Metal complexes |
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