DESENVOLVIMENTO DE DISPOSITIVOS FOTOCRÔMICOS COM
BASE EM SAIS DE N-(3,5-DINITROBENZOIL)-α
α-FENILGLICINATO
Arthur Bernardo de Souza Santos¹; Marcelo Navarro²
1
Estudante do Curso de Bacharelado em Química - DQF – UFPE; E-mail: [email protected],
2
Docente/pesquisador do Depto de Química – DQF – UFPE; E-mail: [email protected].
Sumário: Foram realizadas as sínteses de dois grupos de sais derivados de N-(3,5dinitrobenzoil)-α-fenilglicina (DNB): sais de amônio (amônio, n-propilamônio, nbutilamônio, diisopropilamônio e trietilamônio; e sais de metais alcalinos (lítio, sódio,
potássio, rubídio e césio, a partir de procedimentos similares que utilizam acetona ou éter
dietílico com solvente. Os sais, quando solvatados em DMSO, apresentaram uma similar
fotossensibilidade à luz UV (λ = 254 nm). Já no estado sólido o comportamento foi
diferenciado, tendo em vista os diferentes contra-íons. Dentre os sais de amônio, o
trietilamônio e o diisopropilamônio apresentaram melhor eficiência fotoquímica, enquanto
que para o grupo dos sais de metais alcalinos, sódio e potássio apresentaram melhor
eficiência fotoquímica, com uma especial ênfase para o sal de potássio devido à sua
estabilidade e reversibilidade no processo.
Palavras–chave: complexo de transferência de carga; espectroscopia molecular; sensor
luz uv
INTRODUÇÃO
Com o objetivo de estudar a influência do contra-íon no processo de transferência de carga,
foram sintetizados sais de amônio e sais de metais alcalinos. Tal influência foi estudada
tanto em estado sólido quanto em solução. O estudo em estado sólido foi baseado na
intensidade da coloração após exposto a radiação UV, e em solução foram feitos espectro
de absorção no UV-Visível. A utilização de diversos contra-íons para o controle do
processo de transferência de carga é fundamental pra o estudo de suas propriedades e um
possível desenvolvimento de um sensor baseado em materiais fotocrômicos do tipo
complexo de transferência de carga (N-(3,5-dinitrobenzoil)-α-fenilglicinato).
MATERIAIS E MÉTODOS
Síntese dos Sais de metais alcalinos
Esquema 2. Síntese dos sais de metais alcalinos.( X=Li, Na, K, Rb e Cs)
Foram adicionados 0,3mmol de DNB a 0,15 mmol de carbonato do metal alcalino em 15
ml de éter etílico. A mistura reacional ficou sob agitação, em um erlenmeyer de 50 ml,
durante 12 horas. O sólido formado (uma mistura do carbonato, sal sintetizado e DNB) foi
filtrado e lavado com éter etílico para tirar o que sobrou de DNB e para extração do sal
dissolveu-se o sólido restante em uma mistura de hexano com álcool etílico em seguida
filtrou-se para retirar o carbonato. O solvente foi removido no rotaevaporador a 25Cº o
produto formado foi seco no autovácuo e guardado protegido da luz¹.
Síntese dos Sais de amônio
Foram adicionados 0.3mmol de DNB em uma solução contendo 12 gotas da amônia (NH3,
Et3N, BuNH2, PropNH2, DiiPropNH) e 25 ml de éter etílico. A mistura reacional foi
deixada sob agitação durante 2 horas. O solido formado foi filtrado e lavado com bastante
éter etílico para remover o que restou da amônia e do DNB. O produto foi seco e guardado
protegido da luz. A síntese dos sais de amônio é bem mais simples quando comprada com
a dos metais alcalinos, e possui um rendimento um tanto maior.
Esquema 3. Síntese dos sais de amônio (X=NH3, Et3N, BuNH2, PropNH3, DiiPropNH)
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Um mecanismo proposto pelo nosso grupo para a formação de CTC é que ocorra uma
transferência de carga entre o carboxilato (doador) e o grupo 3,5-dinitrobenzeno (aceptor),
esquema 1. Tal fenômeno não é observado no ácido DNB, mostrando desta forma que a
transferência de carga não ocorre através dos nitros ou dos grupos aromáticos presentes na
estrutura.
Absorbância dos sais de metais alcalinos
Com o objetivo de estudar a influência do contra-íon dos sais de metal alcalino montamos
o gráfico da Figura 1 que relaciona os valores de absorbância em função do tempo de
exposição. Desta forma pudemos confirmar a baixa influência do contra-íon na eficiência
da reação fotoquímica para a formação do complexo de transferência de carga, para os sais
de Li, Na, Rb e Cs. Mas o sal DNBK mostrou-se um tanto diferente dos outros sais por ser
mais estável e não se decompor como os outros.
DNBLi
DNBRb
DNBCs
DNBK
DNBNa
2,4
2,2
2,0
1,8
Absorbância
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
-0,2
0
20
40
60
80
100
Tempo (min)
Figura 1: Gráfico de absorbância em 553 nm em função do tempo de exposição para os
cinco sais de metais alcalinos.
Absorbância dos sais de amônio
O surgimento das bandas de absorção dos sais de amônio, os especrtros de absorção são
identicos para os cinco sais de amônio quando estutados numa mesma concentração,
alterando-se apenas a intensidade das duas bandas de absorção, que estão presentes na
região do visível para todos os casos. Montamos o gráfico na de mesmo forma do gráfico
da Figura 1, obitivemos, também de forma semelhante, podemos observar que o contraíon tem baixa influencia na eficiencia da reação fotoquímica.
CONCLUSÕES
Os estudos realizados das duas classes de sais (amônio e metal alcalino), ao que se refere à
eficiência fotocrômica em solução, confirmaram a baixa influência do contra-íon, com
exceção do sal DNBK que no estado excitado é bastante estável. Sabendo desta
estabilidade poderemos em estudos futuros elaborar um dispositivo fotossensível a partir
deste sal.
AGRADECIMENTOS
Ao CNPq, PIBIC-Propesq pela bolsa de incentivo a Iniciação Científica e ao INCT-INAMI
pela ajuda financeira para o andamento do projeto. Ao Prof. Dr. Marcelo Navarro pela
paciência e apoio no desenvolvimento do trabalho.
REFERÊNCIAS
[1] Dissertação de Mestrado de Elaine C. de Souza Coelho. Programa de Pós-Graduação
em Química da UFPE, 2008.
[2] Ramaraj, R. J. Inclus. Phenon. Macroc. Chem., 40 (2001) 99.
[3] Tese de Doutorado de Aderivaldo P. da Silva. Programa de Pós-Graduação em
Química da UFPE, 2010.
[4] Coelho, E. C. S., da Silva, A. P., Navarro, D. M. A. F., Navarro M. J. Photochem.
Photobiol. A: Chem. 214 (2010) 108–111.
[5] Meisenheimer, J.; Justus Liebigs Ann. Chem., 1902, 323, 205-246.