dc.creator | Dilelio, Marina Cardoso | |
dc.date.accessioned | 2022-11-01T15:18:28Z | |
dc.date.available | 2022-11-01T15:18:28Z | |
dc.date.issued | 2022-10-21 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/26730 | |
dc.description.abstract | This work presents the synthesis and studies of photophysical and electrochemical
behaviour of new phenothiazines derivatives containing the vinyl-chalcogenyl group in
different positions of the heterocyclic. This research starts from the assumption that the
sulphur atom behaves as a bridge between conjugated structures and can be used on the
synthesis of highly conjugated dyes. Its oxidation can lead to compounds with more
interesting properties due to the insertion of strong electron-withdrawing groups.
Phenothiazine is also an important core on material chemistry because it presents
interesting photophysical and optical properties, which can be tuned by modification in its
structure. Therefore, the objective of this work was to analyse the effect of the structure
modification on the photophysical and electrochemical properties by adding the groups
vinyl-chalcogenyl in different positions of phenothiazine. The compounds studied in this
work were synthesized via Wittig-Horner reaction and were obtained with high yields (67
to 94%), short reaction times, maximum of 3.5 h, and with good stereoselectivity for the
non-oxidate compounds. The sulfoxide was obtained in a mixture of E:Z of 17:1 and just
isomer E was obtained on the synthesis of sulfones. Through this studies, it was found
that the resonance effects at position 10 of phenothiazine are impaired due to the intra
conformation that the structure acquires, resulting from the steric hindrance effect between
the tricyclic ring and the ring at position 10. Thus, these derivatives have quantum yields
of fluorescence relatively lower (from 0.03 to 0.12) compared to 3-substituted
phenothiazines (from 0.13 to 0.90), despite having higher Stokes Shift. The change in the
size of the alkyl chain at position 10 did not result in significantly differences in the
properties of the compounds. However, the exchange of sulphur atom for selenium
resulted in a decrease in fluorescence, a fact caused by the effect of the heavy atom.
Advancing with the studies, the increase in the conjugated system when adding two
phenothiazines or two vinylic moieties caused a bathochromic effect on the absorption of
the compounds, of around 20 nm, but did not increase the fluorescence quantum yield.
The oxidation of sulphur to sulfoxide and sulfone resulted in red shifted emission spectra
due to the more pronounced electron-withdrawing effect of these groups. On the other
hand, the quantum yield and the Stokes shift were similar between the compounds,
indicating that simple structures also have interesting properties. Electrochemical studies
have shown that the compounds have relatively low oxidation and reduction potentials,
which are dependent on the electron-withdrawing fraction. In this way, they present an
amphoteric character, important for later application of these compounds in LEDs, organic
photovoltaics and in catalysis. | eng |
dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Fenotiazina | por |
dc.subject | Calcogenetos vinílicos | por |
dc.subject | Fotofísica | por |
dc.subject | Fluorescência | por |
dc.subject | Eletroquímica | por |
dc.subject | Phenothiazine | eng |
dc.subject | Vinyl chalcogenides | eng |
dc.subject | Photophysics | eng |
dc.subject | Fluorescence | eng |
dc.subject | Electrochemistry | eng |
dc.title | Novos corantes derivados de vinil-calcogenil fenotiazinas: síntese e estudo das propriedades fotofísicas e eletroquímicas | por |
dc.title.alternative | New dyes derived from vinyl-chalcogenyl phenothiazines: synthesis and studies of the photophysical and electrochemical properties | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.description.resumo | Este trabalho apresenta a síntese e o estudo do comportamento fotofísico e eletroquímico
de novos derivados de fenotiazinas contendo o grupo vinil-calcogenil em diferentes
posições do heterociclo. A pesquisa parte do pressuposto de que o átomo de enxofre se
comporta como uma ponte entre estruturas conjugadas e pode ser utilizado na síntese de
corantes altamente conjugados. A sua oxidação levaria a compostos com propriedades
mais interessantes devido à inserção de grupos fortemente retiradores de elétrons. A
fenotiazina é, também, um importante núcleo na química de materiais pois apresenta
interessantes propriedades fotofísicas e ópticas que podem ser ajustadas através de
modificações na sua estrutura. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi verificar o efeito
da modificação estrutural nas propriedades fotofísicas e eletroquímicas ao adicionar
grupos vinil-calcogenil em diferentes posições da fenotiazina. Os compostos estudados
neste trabalho foram sintetizados através de reação de Wittig-Horner e foram obtidos com
rendimentos de 67% a 94%, em curto período de tempo, de no máximo 3,5 h, e com boa
estereosseletividade para os compostos não oxidados. O sulfóxido foi obtido em uma
mistura E:Z de 17:1 e apenas o isômero E foi obtido na síntese das sulfonas. Por meio
deste estudo, foi verificado que os efeitos de ressonância na posição 10 da fenotiazina
são prejudicados devido à conformação intra que a estrutura adquire, resultante do efeito
de impedimento estérico entre o anel do triciclo e o anel na posição 10. Desta forma, estes
derivados possuem rendimentos quânticos de fluorescência relativamente mais baixos
(de 0,03 a 0,12) em comparação às fenotiazinas 3-substituídas (de 0,13 a 0,90), apesar
de possuírem Deslocamento de Stokes superiores. A mudança no tamanho da cadeia
alquílica na posição 10 não trouxe diferenças significantes nas propriedades dos
compostos. Porém, a troca do átomo de enxofre pelo selênio resultou em uma diminuição
da fluorescência, fato causado pelo efeito do átomo pesado. Em continuidade aos
estudos, o aumento do sistema conjugado ao se adicionar duas porções fenotiazinas ou
duas porções vinílicas, ocasionou um efeito batocrômico na absorção dos compostos em
torno de 20 nm, mas não aumentou o rendimento quântico de fluorescência. A oxidação
do enxofre para sulfóxido e sulfona resultou em espectros de emissão deslocados para o
vermelho devido ao efeito retirador de elétrons mais pronunciado destes grupos.
Entretanto, o rendimento quântico e o Deslocamento de Stokes foram similares entre os
compostos, indicando que estruturas simples também apresentam propriedades
interessantes. Os estudos eletroquímicos demonstraram que os compostos apresentam
potenciais de oxidação e redução relativamente baixos e dependentes da fração
retiradora de elétrons. Desta forma, apresentam um caráter anfotérico, importante para
posterior aplicação destes compostos em LEDs, fotovoltaicos orgânicos e em catálise. | por |
dc.contributor.advisor1 | Silveira, Claudio da Cruz | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/6152568411858220 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Schumacher, Ricardo Frederico | |
dc.contributor.referee1 | Iglesias, Bernardo Almeida | |
dc.contributor.referee2 | Lenardão, Eder João | |
dc.contributor.referee3 | Scaranaro, Filipe Vinicius Penteado | |
dc.contributor.referee4 | Perin, Gelson | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/4095061144644808 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Química | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Química | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Ciências Naturais e Exatas | por |