Vasconcelos, Elaine da Silva. Complexos de íons lantanídeos com carboxilatos aromáticos: dependência das propriedades fotoluminescentes com a natureza e a posição de substituintes elétron-doadores

In the present work, it has been investigated the influence of the position of electron-donor substituents in aromatic carboxylate ligands on the photoluminescent properties of Tb3+ and Eu3+complexes. It was synthesized complexes of general formula [Ln (R-2-Bz)3fen] and [Ln (4-R-Bz)3fen] with Ln = Eu3+, Gd3+ and Tb3+; R =-NH2,-NH (CO) CH3,-OH,-O (CO) CH3,-O (C4H9); phen = 1,10-phenanthroline, which were characterized by complexometric titration, elemental analysis, absorption IR spectra and diffuse reflectance. The phosphorescence spectra of the complexes [Gd (2-R-Bz)3fen] and [Gd (4-R-Bz)3fen] showed that the energies of the triplet states of the ligands are coordinated above and in a good resonance condition with the emitting states of both ions Eu3+ and Tb3+ and it is favorable to the efficient process of ligand-metal energy transfer. Such states are localized on the 1,10-phenanthroline ligands in all complexes. For the complexes of the Tb3+ ion, it was found that acetylation of both substituents N or O-donors caused an increase in the lifetimes for most compounds, which is much higher at ambient temperature than at low temperature. For the Eu3+ complex it was observed a strong dependence of the intensity parameters Ω2 and quantum efficiency of luminescence with the nature and position of the electron-donors substituents, which could be rationalized on the basis of electronic and steric effects. Such effects exerted strong influence on the LMCT charge transfer states, directly contributing to the dependence of the quantum efficiency of luminescence with the position of the electron-donor substituents the carboxylate ligands. Steric interactions promoted conjugation breakage due to the removal of the aromatic ring from the conjugation plane of the carboxylate group, reducing the ability of the electron-donating oxygen atoms and consequently increasing the LMCT energy states. It was demonstrated, for the first time, that the loss of conjugation by steric interaction may eliminate or reduce the effect of LMCT states as a suppression channel of luminescence in Eu3+ complexes.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESNo presente trabalho, investigou-se a influência da posição de substituintes elétron-doadores em ligantes carboxilatos aromáticos sobre as propriedades fotoluminescentes de complexos dos íons Tb3+ e Eu3+. Foram sintetizados complexos de fórmula geral [Ln(2-R-Bz)3fen] e [Ln(4-R-Bz)3fen] , com Ln = Eu3+, Gd3+ e Tb3+; R = -NH2, -NH(CO)CH3, -OH, -O(CO)CH3, -O(C4H9); fen = 1,10-fenantrolina, que foram caracterizados por titulação complexométrica, análise elementar, espectroscopia de absorção na região do infravermelho e de reflectância difusa. Os espectros de fosforescência dos complexos [Gd(2-R-Bz)3fen] e [Gd(4-R-Bz)3fen] revelaram que as energias dos estados tripleto dos ligantes coordenados encontram-se acima e em boa condição de ressonância com os estados emissores de ambos os íons Eu3+ e Tb3+, o que favorece o processo eficiente de transferência de energia ligante-metal, sendo tais estados localizados sobre os ligantes 1,10-fenantrolina em todos os complexos. Para os complexos do íon Tb3+, observou-se que a acetilação de ambos os substituintes N ou O-doadores causou elevação dos tempos de vida para a maioria dos compostos, sendo bem maiores a temperatura ambiente que a baixa temperatura. Para os complexos do íon Eu3+ observou-se uma forte dependência dos parâmetros de intensidade Ω2 e da eficiência quântica de luminescência com a natureza e a posição dos substituintes elétron-doadores, que puderam ser racionalizados a partir dos efeitos eletrônicos e estéricos, atuando de forma antagônica. Tais efeitos, exerceram forte influência sobre os estados de transferência de carga LMCT, contribuindo diretamente para a dependência da eficiência quântica de luminescência com a posição dos substituintes elétron-doadores dos ligantes carboxilatos. Interações estéricas promoveram a quebra de conjugação devido à retirada do anel aromático do plano de conjugação do grupo carboxilato, reduzindo a capacidade elétron-doadora dos oxigênios e, consequentemente, elevando a energia dos estados LMCT. Foi demonstrado, pela primeira vez, que a quebra de conjugação mediante interação estérica pode eliminar ou reduzir o efeito dos estados LMCT como um canal de supressão da luminescência em complexos do íon Eu3+