Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-22T12:03:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 230483.pdf: 1390642 bytes, checksum: 234bd238b26885bd92fb43cd03be75ab (MD5) / Um estudo detalhado dos possíveis caminhos da reação do íon cianeto com cloreto de etila em solução de DMSO foi realizado através de cálculos ab initio. A barreira de energia livre encontrada para a formação da nitrila foi de 24,1 kcal/mol, a qual está em excelente concordância com o valor experimental de 22,6 kcal/mol. A formação da isonitrila é menos favorável por 4,7 kcal/mol e o mecanismo E2 é menos favorável por 10 kcal/mol. Como consequência, tanto a formação da isonitrila como a reação E2 não são competitivas com a formação de nitrila. Em um segundo estudo, foi investigada teoricamente a reação SN2 do íon cianeto com um cloreto secundário (isopropila) a fim compreender a diminuição do rendimento da nitrila encontrada experimentalmente quando comparada com de cloretos primários. A barreira de 28,0 kcal/mol encontrada mostra que este processo é cineticamente muito lento, e que a formação da isonitrila em relação à nitrila se torna mais favorável com uma diferença de energia livre de 3,3 kcal/mol. Estes resultados sugerem que tanto a barreira mais elevada quanto a maior competição com formação de isonitrila são os responsáveis pelo menor rendimento neste caso. Na última parte do trabalho, investigamos a ação do primeiro organocatalisador geral de reações SN2, o 1,4-benzenodimetanol (BDM), sobre os sistemas apresentados acima. A atividade catalítica é baseada na formação de duas ligação de hidrogênio entre o catalisador e o estado de transição. O catalisador aumenta a velocidade das reações por um fator de 102. O efeito catalítico sobre a formação da isonitrila é menor em relação à formação de nitrila, de forma que o presente organocatalisador pode ser útil para aumentar a proporção de nitrilas em reações de cloretos secundários.

Estudamos as propriedades de absorção e emissão de aglomerados Yb2+/CN- em haletos de potássio (KCl, KBr e KI) e estamos propondo um modelo para a estrutura geométrica do aglomerado. Neste modelo o itérbio divalente e o íon cianeto substituem um cátion e um ânion vizinhos, respectivamente, com o eixo que une os dois íons na direção . O acoplamento entre os dois impede o movimento rotacional do cianeto, mesmo à temperatura ambiente, como pode ser comprovado pela presença de linhas estreitas no espectro de absorção infravermelha. Os espectros de absorção visível e ultravioleta são compatíveis com as transições 4&#40214&#8594 4&#40213 5d do itérbio em simetria C4v. A absorção vibracional indica a presença não intencional de OCN- que pode formar aglomerados com os íons cianeto. À temperatura do nitrogênio líquido, observa-se a influência do itérbio sobre os estados rotacionais do cianeto, uma indicação da interação entre centros vizinhos. A excitação sobre as bandas de absorção ultravioleta e visível produz intensa emissão em que podem ser identificadas três regiões (450&#8594;500 nm, 500&#8594;600 nm e acima de 600 nm) com comportamentos distintos quanto à variação da temperatura e excitação. Os tempos de vida variam de 50&#181s à temperatura ambiente até 20 ms à temperatura do hélio líquido. Simultaneamente à emissão visível, observa-se a emissão vibracional-rotacional dos íons cianeto, com indicações de transferência de energia entre os íons cianeto acoplados ao itérbio e os isolados / We have studied the absorption and emission properties of the Yb2+/CN- in potassium halides (KCl, KBr and KI) and it was proposed a structural model for this system. In this model the divalent ytterbium and the cyanide ion substitute a neighboured cation and an anion along a direction. The rotational motion of the cyanide ion is constrained by the coupling with the ytterbium, which is by the presence of narrow lines in the infrared absorption spectra, even at room temperature. The UV and visible absorption spectra are compatibles with the 4&#40214&#8594 4&#40213 5d ytterbium transitions under C4v symmetry. The vibrational absorption reveals the unintentional presence of OCN- that can form clusters with cyanide ions. The influence of the ytterbium over the rotational states of cyanide can be observed at liquid nitrogen temperature, revealing the interaction between both impurities. The optical excitation if the absorption bands shows a broad and strong emission in three regions (450&#8594;500 nm, 500&#8594;600 nm and above 600 nm) with different behaviors under temperature and excitation pump changes. Lifetimes between &#181s at room temperature and 20 ms at liquid heliurn temperature can be observed. Simultaneously to the visible emission, it was observed the vibrational-rotational emission of CN- ions with evidences of energy transfer between coupled Yb<sup<2+/CN- pairs and isolated CN- ions

Estudamos as propriedades de absorção e emissão de aglomerados Yb2+/CN- em haletos de potássio (KCl, KBr e KI) e estamos propondo um modelo para a estrutura geométrica do aglomerado. Neste modelo o itérbio divalente e o íon cianeto substituem um cátion e um ânion vizinhos, respectivamente, com o eixo que une os dois íons na direção . O acoplamento entre os dois impede o movimento rotacional do cianeto, mesmo à temperatura ambiente, como pode ser comprovado pela presença de linhas estreitas no espectro de absorção infravermelha. Os espectros de absorção visível e ultravioleta são compatíveis com as transições 4&#40214&#8594 4&#40213 5d do itérbio em simetria C4v. A absorção vibracional indica a presença não intencional de OCN- que pode formar aglomerados com os íons cianeto. À temperatura do nitrogênio líquido, observa-se a influência do itérbio sobre os estados rotacionais do cianeto, uma indicação da interação entre centros vizinhos. A excitação sobre as bandas de absorção ultravioleta e visível produz intensa emissão em que podem ser identificadas três regiões (450&#8594;500 nm, 500&#8594;600 nm e acima de 600 nm) com comportamentos distintos quanto à variação da temperatura e excitação. Os tempos de vida variam de 50&#181s à temperatura ambiente até 20 ms à temperatura do hélio líquido. Simultaneamente à emissão visível, observa-se a emissão vibracional-rotacional dos íons cianeto, com indicações de transferência de energia entre os íons cianeto acoplados ao itérbio e os isolados / We have studied the absorption and emission properties of the Yb2+/CN- in potassium halides (KCl, KBr and KI) and it was proposed a structural model for this system. In this model the divalent ytterbium and the cyanide ion substitute a neighboured cation and an anion along a direction. The rotational motion of the cyanide ion is constrained by the coupling with the ytterbium, which is by the presence of narrow lines in the infrared absorption spectra, even at room temperature. The UV and visible absorption spectra are compatibles with the 4&#40214&#8594 4&#40213 5d ytterbium transitions under C4v symmetry. The vibrational absorption reveals the unintentional presence of OCN- that can form clusters with cyanide ions. The influence of the ytterbium over the rotational states of cyanide can be observed at liquid nitrogen temperature, revealing the interaction between both impurities. The optical excitation if the absorption bands shows a broad and strong emission in three regions (450&#8594;500 nm, 500&#8594;600 nm and above 600 nm) with different behaviors under temperature and excitation pump changes. Lifetimes between &#181s at room temperature and 20 ms at liquid heliurn temperature can be observed. Simultaneously to the visible emission, it was observed the vibrational-rotational emission of CN- ions with evidences of energy transfer between coupled Yb<sup<2+/CN- pairs and isolated CN- ions