Polímeros conjugados complexados com íons lantanídeos : síntese e propriedades fotofísicas e magnéticas

Abstract

Resumo: O presente trabalho descreve os resultados encontrados na investigação das propriedades fotofísicas, magnéticas e termocrômicas de dois sistemas poliméricos complexados com íons lantanídeos. Foram usados copolímeros alternados de um derivado de polifluoreno, usando como co-monômeros a terpiridina e a fenantrolina. Os dois copolímeros foram sintetizados por acoplamento de Suzuki. No primeiro, o copolímero fluoreno-terpiridina foi complexado com íons neodímio (LaPPS75Nd) e európio (LaPPS75Eu). Os resultados foram interpretados investigando as propriedades fotofísicas e magnéticas para o sistema complexado com íons neodímio(III) e -dicetona como ligante e termocrômicas para o sistema complexado com íons európio(III) e -dicetona como ligante. As medidas magnéticas mostraram que o copolímero original, não complexado, exibiu um comportamento ferromagnético. No entanto, quando os íons neodímio(III) e dicetona como ligante são inseridos a cadeia principal, causando a perda da sobreposição das nuvens p, a componente ferromagnética é suprimida e as amostras começam a exibir um comportamento paramagnético. Quando LaPPS75 foi complexado com íons Eu e dicetona como ligante, seu comportamento fotofísico em função da temperatura foi estudado. A região de emissão do polímero LaPPS75Eu se torna mais insensível à temperatura em relação ao copolímero original, LaPPS75. Essa propriedade pode fornecer a base para um sensor ratiométrico de auto-calibração. A sensibilidade relativa medida foi de 0,49% K-1 a 260 K, subindo para 3,29 % K-1 a 380 K. Além das propriedades termocrômicas, características importantes do novo metalopolímero incluem boa solubilidade, boa capacidade de formação de filme e simplicidade estrutural, sem necessidade de mais de um cromóforo inserido, como no caso de materiais contendo dois lantanídeos diferentes. No segundo caso, em que se fez uso da fenantrolina como co monômero, o copolímero foi complexado com íons neodímio(III) e as propriedades fotofísicas e magnéticas foram interpretadas . As medidas magnéticas mostraram que a LaPPS59 (Fluoreno – Fenantrolina) exibiu um comportamento diamagnético. O metalopolímero LaPPS59Nd3+, quando complexado com íons Nd3+, exibiu um comportamento ferromagnético a temperatura ambiente

Abstract: The present work describes the results found in the investigation of the photophysical, magnetic and thermochromic properties of two polymer systems complexed with lanthanide ions. Alternate copolymers of a polyfluorene derivative were used using terpyridine and phenanthroline as co-monomers. The two copolymers were synthesized by Suzuki coupling. The first, was fluorene-terpyridine copolymer complexed with neodymium (LaPPS75Nd) and europium (LaPPS75Eu) ions. The results were interpreted investigating the photophysical and magnetic properties for the system complexed with neodymium(III) ions and ligand and thermochromic for the complexed with europium(III) ions and -diketone as -diketone as ligand. The magnetic measurements showed that the original, non-complexed copolymer exhibited a ferromagnetic behavior. However, when the neodymium(III) and -diketone ions as the ligand are inserted into the main chain, causing the loss of p clouds overlap, the ferromagnetic component is suppressed and the samples begin to exhibit paramagnetic behavior. When LaPPS75 was complexed with Eu ions and -diketone as a ligand, its photophysical behavior as a function of temperature was studied. The LaPPS75Eu polymer emission region becomes more temperature insensitive than the original copolymer, LaPPS75. This property can provide the basis for a self-calibration ratiometric sensor. The measured relative sensitivity was 0.49% K-1 at 260 K, rising to 3.29% K-1 at 380 K. In addition to the thermochromic properties, important features of the novel metalopolymer include high solubility, good film forming ability and structural simplicity, with no need for more than one inserted chromophore, as in the case of materials containing two different lanthanides. In the second case, in which phenanthroline was used as a co-monomer, the copolymer was complexed with neodymium(III) ions and the photophysical and magnetic properties were interpreted. Magnetic measurements showed that LaPPS59 (Fluorene - Phenantroline) exhibited a diamagnetic behavior. The metalopolymer LaPPS59Nd3+ when complexed with Nd3+ ions, exhibited ferromagnetic behavior at room temperature