Síntese e caracterização de complexos heterobimetálicos 3d-4f: estudo de propriedades luminescentes

This work describes the synthesis and characterization of eight complexes involving the N,O-donor ligands, pyridine-3,5-dicarboxylate (3,5-pdc); pyridine-2,5dicarboxylate (2,5-pdc); pyridine-2,6-dicarboxylate (2,6-pdc) and isonicotinate (iso). All compounds were characterized by atomic absorption spectroscopy, infrared and Raman vibrational spectroscopies, CHN elemental analysis and thermal analysis (TG/DTA). The characterization techniques indicate that six of these are 3d-4f heterobimetallic complexes, in other words, present in their molecular formulae a dblock metal [Co (II) or Cu (II)] and a f-block metal [Eu (III) or Sm (III)]. The characterization techniques also suggest that complexes EuCo(3,5-pdc) and EuCu(3,5-pdc) are isostructural, as well as compounds SmCu(2,5-pdc), EuCo(2,5pdc) and EuCu(2,5-pdc). Two other complexes entitled Co(3,5-pdc) and Eu(iso) had their structures determined by single-crystal X-ray diffraction analysis. Complex Co(3,5-pdc) structure belongs to the monoclinic crystal system, space group P21/n, with molecular formula [Co(3,5-pdc)(H2O)5]dmso. Co(II) sites adopt a distorted octahedral geometry, with the coordination sphere composed of five aqua ligands and one nitrogen atom from 3,5-pdc ligand. In this case, the 3,5-pdc carboxylate groups are not involved in coordination. Eu(iso) compound, with molecular formula [Eu(iso)3(H2O)2]n crystallized in the monoclinic system, belonging to space group P21/c and appeared as a 1D coordination polymer. The Eu(III) ion is coordinated to eight oxygen atoms displaying distorted square antiprismatic geometry. The iso ligands adopt two coordination modes: bidentate chelate and bridging. The heterobimetallic compounds along with the complex Eu(iso), were studied by luminescence spectroscopy. The luminescence spectra indicate that the direct excitation wavelength of the π → π* transition of the ligands is more efficient than direct excitation into the metal, characterizing lanthanide sensitization. The CIE chromaticity diagram shows that the emissions have high purity, with X and Y coordinates near the edge.Este trabalho descreve a síntese e caracterização de oito complexos envolvendo os ligantes N,O doadores, piridino-3,5-dicarboxilato (3,5-pdc); piridino2,5-dicarboxilato (2,5-pdc); piridino-2,6-dicarboxilato (2,6-pdc) e isonicotinato (iso). Todos os compostos foram caracterizados por espectroscopia de absorção atômica de chama, espectroscopia vibracional na região do infravermelho e Raman, análise elementar de CHN e análise térmica (TG/DTA). As caracterizações indicam que seis desses complexos são heterobimetálicos do tipo 3d-4f, ou seja, apresentam em sua fórmula molecular um metal do bloco d [Co(II) ou Cu(II)] e um metal do bloco f [Eu(III) ou Sm(III)]. As caracterizações sugerem ainda que os complexos EuCo(3,5pdc) e EuCu(3,5-pdc) sejam isoestruturais, assim como os compostos SmCu(2,5pdc), EuCo(2,5-pdc) e EuCu(2,5-pdc). Outros dois complexos intitulados Co(3,5-pdc) e Eu(iso) tiveram suas estruturas determinadas através da difração de raios X por monocristal. A estrutura do complexo Co(3,5-pdc) pertence ao sistema cristalino monoclínico, grupo espacial P21/n, apresentando a fórmula molecular [Co(3,5pdc)(H2O)5]dmso. O sítio de Co(II) apresenta geometria octaédrica distorcida, sendo a esfera de coordenação composta por cinco ligantes aqua e um átomo de nitrogênio do ligante 3,5-pdc. Nesse caso, os grupos carboxilatos do 3,5-pdc não estão envolvidos na coordenação. O composto Eu(iso) com fórmula mínima [Eu(iso)3(H2O)2]n cristalizou-se no sistema monoclínico, pertencendo ao grupo espacial P21/c e mostrou-se como um polímero de coordenação 1D. O íon Eu(III) está coordenado a oito átomos de oxigênio apresentando geometria antiprismática quadrada distorcida. Os ligantes iso adotam dois modos de coordenação: bidentado quelato e em ponte. Os compostos heterobimetálicos juntamente com o complexo Eu(iso), foram estudados por espectroscopia de luminescência. Os espectros de luminescência indicam que a excitação direta no comprimento de onda da transição π→π* do ligante é mais eficiente que a excitação direta no metal, caracterizando a sensibilização do lantanídeo. O diagrama de cromaticidade CIE revela que as emissões apresentam alta pureza, com coordenadas X e Y próximas da borda.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerai