Nesta tese foram perseguidos novos avanços no campo das tetrapiridilporfirazinas supramoleculares polimetaladas, visando explorar a maior capacidade de conjugação eletrônica esperada para essa classe de compostos, e seus reflexos nas propriedades eletrônicas e eletroquímicas. Foram apresentadas novas rotas sintéticas para obtenção de tetra(3,4-piridil)porfirazinas centrometaladas coordenadas a complexos polipiridínicos de rutênio, MTRPyPz (M = Cu, Co). As propriedades espectroscópicas e eletroquímicas foram investigadas com o auxílio de técnicas de espectroscopia UV-Vis, Raman ressonante, voltametria cíclica, espectroeletroquímica e espectrometria de massas. Foram desenvolvidas aplicações em dispositivos amperométricos para determinação eletrocatalítica de substratos importantes nas indústrias, como nitrito, sulfito e ácido ascórbico. Os estudos também abrangeram a formação de compósitos das porfirazinas tetrarrutenadas com fullereno. Os nanomateriais híbridos apresentaram uma alta eficiência nos processos eletrocatalíticos com menor sobrepotencial no eletrodo, abrindo perspectivas interessantes de utilização em dispositivos moleculares / Research in supramolecular polymetallic tetrapyridylporphyrazines has been pursued in this Thesis, aiming the exploitation of the favorable electronic delocalization associated with conjugated aromatic rings, and its influence on the electronic and electrochemical properties. New synthetic routes have been developed for the preparation of tetra(3,4-pyridyl)porphyrazines containing Cu(II) and Co(II) ions in the center, and four chlorobis(2,2´bipyridine)ruthenium(II) complexes attached to the peripheral pyridyl groups. Their spectroscopic and electrochemical behaviors were investigated by means of UV-Vis and resonance Raman spectroscopy, cyclic voltammetry, spectroelectrochemistry and mass spectrometry. Applications in amperometric devices for determination of nitrite, sulfite and ascorbic acid were successfully developed. The thesis also focused on nanocomposites generated from the polymetallic porphyrazines and fullerene (C60). Such hybrid nanomaterials exhibited enhanced electrocatalytic activity associates with a significant decrease of overpotential, opening exciting perspectives of use in molecular devices

Os Clusters de acetato de rutênio de fórmula geral [Ru3O(AcO)6L3]n proporcionam blocos de montagem interessantes para sistemas supramoleculares, exibindo características eletrocrômicas e redox reversível, cobrindo uma ampla faixa de potenciais em solventes aquosos e orgânicos. Nesta Tese, estas espécies foram combinadas com o ligante tridentado, 4\'-piridil-2,2\':6\',2\"-terpiridina (pytpy), produzindo complexos do tipo [Ru3O(AcO)6(pytpy)3]n e [Ru3O(AcO)6(py)2(pytpy)]n, que foram totalmente caracterizados em estado sólido e solução. Nestes complexos a terpiridina permanece disponível para ligar-se a íons metálicos como o Fe(II), gerando um complexo binuclear de baixo spin muito estável, do tipo {Fe[Ru3O(AcO)6(py)2(pytpy)]2}n. Este processo pode ser monitorado eletroquimicamente, partindo de íons Fe(III), que exibem uma baixa afinidade pela terpiridina central, e ciclando o potencial para gerar íons de Fe(II). Desta forma, pode-se executar um procedimento típico de click chemistry, que leva a uma estrutura estendida, Fe-cluster-pytpy na superfície do eletrodo. Este filme conserva a funcionalidade dos blocos de montagem, permitindo aplicações interessantes em dispositivos moleculares, tais como sensores e smart Windows. / Ruthenium acetate clusters of general formula [Ru3O(AcO)6L3]n provide interesting building blocks for assembling supramolecular systems, displaying reversible redox and electrochromic characteristics, over a wide range of potentials in aqueous and organic solvents. In this thesis, such species has been combined with the tritopic, 4\'-pyridil-2,2\':6\',2\"-terpiridine (pytpy) ligand, yielding complexes of the type [Ru3O(AcO)6(pytpy)3]n and [Ru3O(AcO)6(py)2(pytpy)]n, which have been fully characterized in solid state and solution. In these complexes, the terpyridine moiety remains available for binding metals ions, such as Fe(II), generating very stable, low spin binuclear complexes, of the type n. This process can be monitored electrochemically, starting from Fe(III) ions, which exhibits a much lower affinity for the terpyridine center, and cycling the potentials in order to generate Fe(II) ions. In this way, one can start a click chemistry, ending up with an extended structure of Fe-cluster-pytpy film at the electrode surface. This film preserves the functionality of the building block complexes, a llowing many possible applications in molecular devices, such as sensors and smart windows.

Nesta tese foram perseguidos novos avanços no campo das tetrapiridilporfirazinas supramoleculares polimetaladas, visando explorar a maior capacidade de conjugação eletrônica esperada para essa classe de compostos, e seus reflexos nas propriedades eletrônicas e eletroquímicas. Foram apresentadas novas rotas sintéticas para obtenção de tetra(3,4-piridil)porfirazinas centrometaladas coordenadas a complexos polipiridínicos de rutênio, MTRPyPz (M = Cu, Co). As propriedades espectroscópicas e eletroquímicas foram investigadas com o auxílio de técnicas de espectroscopia UV-Vis, Raman ressonante, voltametria cíclica, espectroeletroquímica e espectrometria de massas. Foram desenvolvidas aplicações em dispositivos amperométricos para determinação eletrocatalítica de substratos importantes nas indústrias, como nitrito, sulfito e ácido ascórbico. Os estudos também abrangeram a formação de compósitos das porfirazinas tetrarrutenadas com fullereno. Os nanomateriais híbridos apresentaram uma alta eficiência nos processos eletrocatalíticos com menor sobrepotencial no eletrodo, abrindo perspectivas interessantes de utilização em dispositivos moleculares / Research in supramolecular polymetallic tetrapyridylporphyrazines has been pursued in this Thesis, aiming the exploitation of the favorable electronic delocalization associated with conjugated aromatic rings, and its influence on the electronic and electrochemical properties. New synthetic routes have been developed for the preparation of tetra(3,4-pyridyl)porphyrazines containing Cu(II) and Co(II) ions in the center, and four chlorobis(2,2´bipyridine)ruthenium(II) complexes attached to the peripheral pyridyl groups. Their spectroscopic and electrochemical behaviors were investigated by means of UV-Vis and resonance Raman spectroscopy, cyclic voltammetry, spectroelectrochemistry and mass spectrometry. Applications in amperometric devices for determination of nitrite, sulfite and ascorbic acid were successfully developed. The thesis also focused on nanocomposites generated from the polymetallic porphyrazines and fullerene (C60). Such hybrid nanomaterials exhibited enhanced electrocatalytic activity associates with a significant decrease of overpotential, opening exciting perspectives of use in molecular devices

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-02-13T14:54:04Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação de Mestrado em Química Fundamental - Ciele Ribei.pdf: 3678529 bytes, checksum: 76092f8712ab45cc4f5e6d626c98299d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-13T14:54:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação de Mestrado em Química Fundamental - Ciele Ribei.pdf: 3678529 bytes, checksum: 76092f8712ab45cc4f5e6d626c98299d (MD5) Previous issue date: 2014-03-14 / CNPq / Dentro de uma visão interdisciplinar, essa dissertação integra a síntese de Dispositivos Moleculares Conversores de Luz (DMCLs) ao seu estudo de fotodegradação. Isto se deve à necessidade de compreender os possíveis processos de degradação que ocorrem nestes sistemas após irradiação com UVA (315nm – 400nm), UVB (280nm – 315nm) e UVC (<280nm). Portanto, neste trabalho foram sintetizados dois compostos de coordenação de íons lantanídeos (Ln = Eu3+ e Gd3+) com o ligante ácido p-metiltiobenzóico (HMTB) que já haviam sido sintetizados e caracterizados em nosso grupo, os quais foram obtidos na forma de cristais com fórmulas gerais: Ln2(4-MeSBz)6(DMSO)2(H2O)2, tendo sido caracterizados novamente por: infravermelho, microscopia eletrônica de varredura, sistema de energia dispersiva e difratometria de raio-x de pó. Os resultados são consistentes com a fórmula apresentada acima. De modo análogo observou-se nos espectros de emissão do íon Eu3+ que este íon encontra-se num ambiente de simetria baixa e que há evidência de apenas uma espécie emissora. Sob a perspectiva de fotodegradação do material observou-se que quando os compostos Ln2(4MeSBz)6(DMSO)2(H2O)2 são expostos a radiação UVA, tanto no estado sólido quanto em solução 10-3M, mudanças significativas não são observadas nos espectros de excitação e emissão. No entanto, quando expostos a UVB e UVC, tanto no estado sólido quanto em solução, é observada a diminuição da intensidade espectral tanto de emissão quanto de excitação além do deslocamento das mesmas, dando indícios de que o material degrada após determinados tempos de exposição a estas radiações. É observado também para o sistema em solução quando irradiado com UVC por 120, 240 e 480 minutos que há uma inversão nas intensidades das 5 D07F2 com a 5D07F4 isso pode ser atribuído a mudanças no ambiente de coordenação do íon em direção a uma simetria mais alta. Visando compreender melhor a possível degradação do sistema foi realizado um experimento de Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear 1H da solução que foi exposta a UVC no intervalo de 8 horas. Este experimento nos permitiu, de forma preliminar, inferir que o sistema em solução contém também características de ligante livre. / Within an interdisciplinary approach, this dissertation integrates the synthesis of Molecular Devices Light Converters (MDLCs) to the study of photodegradation. This is due to the need to understand the possible degradation processes that occurs in this system after irradiation with UVA (315nm – 400nm), UVB (280nm – 315nm) and UVC (<280nm). Therefore, in this study we synthesized two compounds coordination lanthanides (Ln = Eu3+, and Gd3+) with the linker p-methylthiobenzoic acid (HMTB) which had been synthesized and characterized in our group, which were obtained as crystals, Formulae: Ln2(4-MeSBz)6(DMSO)2(H2O)2 and was characterized again by: infrared, scanning electron microscopy, energy dispersive system and x-ray powder diffraction. The results are consistent with the formula presented above. Analogously was observed in the ion emission spectra of this Eu3+ ion is a low symmetry environment and there is evidence of only one emitting species. Under the photodegradation perspective material was observed when the compounds Ln2(4MeSBz)6(DMSO)2(H2O)2 were exposed to UVA radiation in both the solid state and in solution 10-3M, significant changes are not observed in the excitation and emission spectra. However, when exposed to UVB and UVC, both in the solid state and in solution, the decrease in spectral intensity of both emission as the excitation addition to the displacement therefore is observed, providing evidence that the material breaks after certain exposure times to these radiations. It is also observed for the system solution when irradiated by UVC 120, 240 and 480 minutes there is a reversal in the intensities of 5D07F2 with 5D07F4 this can be attributed to changes in ion coordination environment towards a higher symmetry. In order to better understand the possible degradation of the system was carried out a Spectroscopy experiment 1H Nuclear Magnetic Resonance, the solution was exposed to UVC in the range of 8 hours. This experiment allowed us, in a preliminary way, to infer that the system solution also contains free binder characteristics.

Os Clusters de acetato de rutênio de fórmula geral [Ru3O(AcO)6L3]n proporcionam blocos de montagem interessantes para sistemas supramoleculares, exibindo características eletrocrômicas e redox reversível, cobrindo uma ampla faixa de potenciais em solventes aquosos e orgânicos. Nesta Tese, estas espécies foram combinadas com o ligante tridentado, 4\'-piridil-2,2\':6\',2\"-terpiridina (pytpy), produzindo complexos do tipo [Ru3O(AcO)6(pytpy)3]n e [Ru3O(AcO)6(py)2(pytpy)]n, que foram totalmente caracterizados em estado sólido e solução. Nestes complexos a terpiridina permanece disponível para ligar-se a íons metálicos como o Fe(II), gerando um complexo binuclear de baixo spin muito estável, do tipo {Fe[Ru3O(AcO)6(py)2(pytpy)]2}n. Este processo pode ser monitorado eletroquimicamente, partindo de íons Fe(III), que exibem uma baixa afinidade pela terpiridina central, e ciclando o potencial para gerar íons de Fe(II). Desta forma, pode-se executar um procedimento típico de click chemistry, que leva a uma estrutura estendida, Fe-cluster-pytpy na superfície do eletrodo. Este filme conserva a funcionalidade dos blocos de montagem, permitindo aplicações interessantes em dispositivos moleculares, tais como sensores e smart Windows. / Ruthenium acetate clusters of general formula [Ru3O(AcO)6L3]n provide interesting building blocks for assembling supramolecular systems, displaying reversible redox and electrochromic characteristics, over a wide range of potentials in aqueous and organic solvents. In this thesis, such species has been combined with the tritopic, 4\'-pyridil-2,2\':6\',2\"-terpiridine (pytpy) ligand, yielding complexes of the type [Ru3O(AcO)6(pytpy)3]n and [Ru3O(AcO)6(py)2(pytpy)]n, which have been fully characterized in solid state and solution. In these complexes, the terpyridine moiety remains available for binding metals ions, such as Fe(II), generating very stable, low spin binuclear complexes, of the type n. This process can be monitored electrochemically, starting from Fe(III) ions, which exhibits a much lower affinity for the terpyridine center, and cycling the potentials in order to generate Fe(II) ions. In this way, one can start a click chemistry, ending up with an extended structure of Fe-cluster-pytpy film at the electrode surface. This film preserves the functionality of the building block complexes, a llowing many possible applications in molecular devices, such as sensors and smart windows.

Através da abordagem bottom-up, foram desenvolvidos novos sistemas supramoleculares baseados em complexos metálicos ligados por meio do ligante conjugado, trans-1,4-bis[2-(4-piridil)etenil]benzeno (BPEB). A combinação adequada de várias espécies selecionadas, conduziu a compostos bastante interessantes que foram caracterizados por meio 1H-RNM, voltametria cíclica e de espectrometria de massa, espectroscopia eletrônica, espectroeletroquímica. Seus correspondentes filmes moleculares também foram investigados por meio de microscopia de força atômica. Um desses sistemas foi constituído por clusters triangulares de acetato de rutênio com pontes &#181;-oxo e BPEB. Nesses casos, a espectrometria de massa acoplada à técnica de dissociação induzida por colisão, foi uma ferramenta poderosa para a investigação do processo de fragmentação em fase gasosa, permitindo a caracterização de novos intermediários, bem como a avaliação das energias de ligação envolvidas nos sistemas. Uma correlação linear das energias de ligação e parâmetros eletroquímicos foi demonstrada neste trabalho. Além disso, o comportamento eletrocrômico dos clusters de BPEB suportados sobre dióxido de titânio nanocristalino, também foi explorado na elaboração de dispositivos eletrocrômicos, com ótimo desempenho em termos de mudanças ópticas, reversibilidade e reprodutibilidade. Outro tipo de sistema foi baseado em complexos de rutênio-bipiridina e BPEB. Esses complexos foram empregados com bons resultados como sensibilizadores em células fotoeletroquímicas baseadas em dióxido de titânio nanocristalino, bem como em dispositivos eletrocrômicos de mesma natureza. Finalmente, as características estruturais do BPEB mostraram ser adequadas para exploração do reconhecimento molecular dos complexos na presença de &#946;-ciclodextrina (&#946;-CD). Neste estudo, foram gerados rotaxanos por meio da automontagem coordenativa do complexo binuclear &#181;-BPEB- bis[pentacianoferrato(II)] na presença de &#946;-CD. Também foi demonstrado por meio de 1H-NMR, que a agregação do complexo de BPEB é bastante pronunciada em espectros de solução aquosa, sendo porém inibida na presença de &#946;-CD. / The bottom up approach has been applied for the development of new supramolecular systems based on metal complexes connected by the linear, conjugated bridging ligand trans-1,4-bis[2-(4-pyridyl)ethenyl]benzene (BPEB). The combination of the many selected species led to very interesting compounds, which have been extensively characterized by means of ESI-MS, electronic spectroscopy, 1H-NMR, cyclic voltammetry and spectroelectrochemistry. Their molecular films have also been investigated by means of atomic force microscopy. One of such systems was constituted by triangular µ-oxo bridged ruthenium acetate clusters containing BPEB. In particular, mass spectrometry coupled with a collision induced dissociation technique provided a versatile tool for the investigation of their fragmentation process, allowing the characterization of novel intermediates, as well as, the evaluation of the binding energies involved in the systems. A linear correlation of the binding energies and electrochemical parameters has also been demonstrated in this work. In addition, the electrochromic behavior of the cluster-BPEB complexes supported on nanocrystalline titanium dioxide has also been exploited for the design of novel electrochromic devices, exhibiting sharp optical changes, high reversibility and great reproducibility. Another interesting type of system was based on polypyridine ruthenium(II) complexes and BPEB. Such species have been successfully employed as sensitizers in nanocrystalline titanium dioxide photoelectrochemical cells, and in photoelectrochromic devices. Finally, the suitable structural characteristics of BPEB have been explored in molecular recognition processes involving the corresponding complexes in the presence of ß-cyclodextrin (ß-CD). In this study, rotaxanes have been generated by coordination self-assembly of the binuclear µ-BPEB- bis[pentacyanoferrate(II)] complex and ß-CD. It has also been shown that the aggregation of the BPEB complexes, which proceeds to a high extent in aqueous solution, can be inhibited by adding ß-CD, as deduced by means of 1H-NMR spectroscopy

Através da abordagem bottom-up, foram desenvolvidos novos sistemas supramoleculares baseados em complexos metálicos ligados por meio do ligante conjugado, trans-1,4-bis[2-(4-piridil)etenil]benzeno (BPEB). A combinação adequada de várias espécies selecionadas, conduziu a compostos bastante interessantes que foram caracterizados por meio 1H-RNM, voltametria cíclica e de espectrometria de massa, espectroscopia eletrônica, espectroeletroquímica. Seus correspondentes filmes moleculares também foram investigados por meio de microscopia de força atômica. Um desses sistemas foi constituído por clusters triangulares de acetato de rutênio com pontes &#181;-oxo e BPEB. Nesses casos, a espectrometria de massa acoplada à técnica de dissociação induzida por colisão, foi uma ferramenta poderosa para a investigação do processo de fragmentação em fase gasosa, permitindo a caracterização de novos intermediários, bem como a avaliação das energias de ligação envolvidas nos sistemas. Uma correlação linear das energias de ligação e parâmetros eletroquímicos foi demonstrada neste trabalho. Além disso, o comportamento eletrocrômico dos clusters de BPEB suportados sobre dióxido de titânio nanocristalino, também foi explorado na elaboração de dispositivos eletrocrômicos, com ótimo desempenho em termos de mudanças ópticas, reversibilidade e reprodutibilidade. Outro tipo de sistema foi baseado em complexos de rutênio-bipiridina e BPEB. Esses complexos foram empregados com bons resultados como sensibilizadores em células fotoeletroquímicas baseadas em dióxido de titânio nanocristalino, bem como em dispositivos eletrocrômicos de mesma natureza. Finalmente, as características estruturais do BPEB mostraram ser adequadas para exploração do reconhecimento molecular dos complexos na presença de &#946;-ciclodextrina (&#946;-CD). Neste estudo, foram gerados rotaxanos por meio da automontagem coordenativa do complexo binuclear &#181;-BPEB- bis[pentacianoferrato(II)] na presença de &#946;-CD. Também foi demonstrado por meio de 1H-NMR, que a agregação do complexo de BPEB é bastante pronunciada em espectros de solução aquosa, sendo porém inibida na presença de &#946;-CD. / The bottom up approach has been applied for the development of new supramolecular systems based on metal complexes connected by the linear, conjugated bridging ligand trans-1,4-bis[2-(4-pyridyl)ethenyl]benzene (BPEB). The combination of the many selected species led to very interesting compounds, which have been extensively characterized by means of ESI-MS, electronic spectroscopy, 1H-NMR, cyclic voltammetry and spectroelectrochemistry. Their molecular films have also been investigated by means of atomic force microscopy. One of such systems was constituted by triangular µ-oxo bridged ruthenium acetate clusters containing BPEB. In particular, mass spectrometry coupled with a collision induced dissociation technique provided a versatile tool for the investigation of their fragmentation process, allowing the characterization of novel intermediates, as well as, the evaluation of the binding energies involved in the systems. A linear correlation of the binding energies and electrochemical parameters has also been demonstrated in this work. In addition, the electrochromic behavior of the cluster-BPEB complexes supported on nanocrystalline titanium dioxide has also been exploited for the design of novel electrochromic devices, exhibiting sharp optical changes, high reversibility and great reproducibility. Another interesting type of system was based on polypyridine ruthenium(II) complexes and BPEB. Such species have been successfully employed as sensitizers in nanocrystalline titanium dioxide photoelectrochemical cells, and in photoelectrochromic devices. Finally, the suitable structural characteristics of BPEB have been explored in molecular recognition processes involving the corresponding complexes in the presence of ß-cyclodextrin (ß-CD). In this study, rotaxanes have been generated by coordination self-assembly of the binuclear µ-BPEB- bis[pentacyanoferrate(II)] complex and ß-CD. It has also been shown that the aggregation of the BPEB complexes, which proceeds to a high extent in aqueous solution, can be inhibited by adding ß-CD, as deduced by means of 1H-NMR spectroscopy

O trabalho desenvolvido teve como foco dois sistemas químicos integrados: células solares sensibilizadas por corantes, Dye-Cells®, e fotossensores baseados em compostos de rênio(I). Novos compostos de rutênio(II) foram preparados, caracterizados e investigados como corantes sensibilizadores. Os resultados obtidos com as células solares sensibilizadas pelo cis-[(H3BCN)2Ru(dcbH2)2], H3BCN- = cianoboroidreto, dcbH2 = ácido-4,4\'-dicarboxílico-2,2\'-bipiridina, são: Jsc = 8,0 mA.cm-2, Voc = 0,66 V, Pmax = 2,7 mA.cm-2 e ff = 0,51. Esse dispositivo atingiu eficiência de conversão de fótons incidentes em corrente de até 23%. Os compostos cis-[Ru(dobH2)2(L)2]0/2+, dobH2 = ácido-4,4\'diidroxâmico-2,2\'-bipiridina e L = Cl-, H2O ou NCS-, foram preparados usando o ácido hidroxâmico como um novo grupo de ancoramento. Os desempenhos das células solares são: cis-[(Cl)2Ru(dobH2)2]: Jsc = 4,6 mA.cm-2, Voc = 0,60 V, Pmax = 1,4 mW.cm-2, ff = 0,51; cis-[Ru(dobH2)2(H2O)2]2+: Jsc = 4,4 mA.cm-2, Voc = 0,61 V, Pmax = 1,6 mW.cm-2, ff = 0,59; cis-[(SCN)2Ru(dobH2)2]: Jsc = 4,6 mA.cm-2, Voc = 0,71 V, Pmax = 1,5 mW.cm-2, ff = 0,46. A similaridade dos valores de Jsc sugere que o grupo de ancoramento pode estar limitando o processo de injeção de carga na banda de condução do semicondutor. Frutos distintos dos já investigados são utilizados como fontes de antocianinas empregadas como sensibilizadores. Esses corantes naturais são capazes de adsorver à superfície do semicondutor e realizar a conversão de luz em eletricidade. Foram determinados eficiência de conversão de fóton incidente em corrente de até 19% e valores de Jsc = 7,2 mA.cm-2, Voc = 0,65 V, Pmax = 2,0 mW.cm-2 e ff = 0,55. O segundo sistema químico integrado investigado baseia-se em fotossensores com fac-[Re(CO)3(NN)(stpy)]+, NN = 2,2\'-bipiridina, bpy, 4,4\'-dimetil-2,2\'-bipiridina, Me2bpy, ou dipirido[3,2-a:2\',3\'-c]fenazina, dppz, stpy = trans ou cis-4-estirilpiridina. A reação de isomerização trans-cis do ligante coordenado pode ser acompanhada de duas formas distintas por espectrofotometria e por ressonância magnética nuclear, 1H RMN. Os rendimentos quânticos aparentes, &#934;ap, determinados para irradiação em 404 nm, por espectrofotometria, são: fac-[Re(CO)3(bpy)(trans-stpy)]+ &#934;ap = 0,19 ± 0,02; fac-[Re(CO)3(Me2bpy)(trans-stpy)]+ &#934;ap = 0,18 ± 0,02; fac-[Re(CO)3(dppz)(trans-stpy)]+ &#934;ap = 0,30 ± 0,03. Enquanto os valores reais determinados por 1H RMN, &#934;real, são: fac-[Re(CO)3(bpy)(trans-stpy)]+ &#934;real = 0,48 ± 0,03; fac-[Re(CO)3(Me2bpy)(trans-stpy)]+ &#934;real = 0,31 ± 0,07; fac-[Re(CO)3(dppz)(trans-stpy)]+ &#934;real = 0,48 ± 0,06. Os valores determinados por 1H RMN são reais uma vez que os sinais do produto e do reagente são detectados em regiões distintas, o que não acontece no acompanhamento por espectrofotometria. A isomerização trans-cis do composto fac-[Re(CO)3(bpy)(trans-stpy)]+ também é observada em poli(metacrilato) de metila, que foi o meio rígido utilizado visando o desenvolvimento de dispositivos. O isômero fac-[Re(CO)3(bpy)(cis-stpy)]+ é luminescente e a sua emissão é investigada em diferentes meios analisando os deslocamentos hipsocrômicos com o aumento da rigidez do meio. / The focus of this work is on two chemical integrated systems: dye-sensitized solar cells, Dye-Cells®, and photosensors based on rhenium(I) compounds. Novel ruthenium(II) compounds were synthesized, characterized and investigated as dye-sensitizers. The results of solar cells sensitized by cis-[(H3BCN)2Ru(dcbH2)2], H3BCN- = cyanoborohydride, dcbH2 = acid-4,4\'-dicarboxylic-2,2\'-bipyridine, are: Jsc = 8.0 mA.cm-2, Voc = 0.66 V, Pmax = 2.7 mA.cm-2 and ff = 0.51. Incident photon-to-current efficiency of up to 23% is achieved by this device. The cis-[Ru(dobH2)2(L)2]0/2+ compounds, dobH2 = acid-4,4\'-dihydroxamic-2,2\'-bipyridine, L = Cl-, H2O or NCS-, were synthesized using hydroxamic acid as a new anchoring group. The performance of these dye-sensitized solar cells are: cis-[(Cl)2Ru(dobH2)2]: Jsc = 4.6 mA.cm-2, Voc = 0.60 V, Pmax = 1.4 mW.cm-2, ff = 0.51; cis-[Ru(dobH2)2(H2O)2]2+: Jsc = 4.4 mA.cm-2, Voc = 0.61 V, Pmax = 1.6 mW.cm-2, ff = 0.59; cis-[(SCN)2Ru(dobH2)2]: Jsc = 4.6 mA.cm-2, Voc = 0.71 V, Pmax = 1.5 mW.cm-2, ff = 0.46. The similarity between Jsc values suggests that the anchoring group is limiting the electron injection into the semiconductor conducting band. Anthocyanins of several fruits were employed as sensitizers. These natural dyes are capable of adsorbing onto the semiconductor surface and promote the light-to-electricity conversion. Incident photon-to-current efficiency of up to 19% and values Jsc = 7.2 mA.cm-2, Voc = 0.65 V, Pmax = 2.0 mW.cm-2, ff = 0.55 were determined. The second chemical integrated system investigated is based on photosensors using fac-[Re(CO)3(NN)(stpy)]+, NN = 2,2\'-bipyridine, bpy, 4,4\'-dimethyl-2,2\'-bipyridine, Me2 bpy, or dipyrido[3,2-a:2\',3\'-c]phenazine, dppz, stpy = trans or cis-4-styrylpyridine. The trans-cis isomerization of the coordinated ligand is followed by two distinct ways, spectrophotometry and nuclear magnetic resonance, 1H NMR. The apparent quantum yields, fiap, determined for irradiation at 404 nm by spectrophotometry are: fac-[Re(CO)3(bpy)(trans-stpy)]+ &#934;ap = 0.19 ± 0.02; fac-[Re(CO)3(Me2bpy)(trans-stpy)]+ &#934;ap = 0.18 ± 0.02; fac-[Re(CO)3(dppz)(trans-stpy)]+ &#934;ap = 0.30 ± 0.03. The real values, &#934;real, determined by 1H NMR, are: fac-[Re(CO)3(bpy)(trans-stpy)]+ &#934;real = 0.48 ± 0.03; fac-[Re(CO)3(Me2bpy)(trans-stpy)]+ &#934;real = 0.31 ± 0.07; fac-[Re(CO)3(dppz)(trans-stpy)]+ &#934;real = 0.48 ± 0.06. The values determined by 1H NMR are real since the signals of the product and of the reactant are detected in distinct regions, which does not occur for the spectrophotometric method. The trans-cis isomerization of the compound fac-[Re(CO)3(bpy)(trans-stpy)]+ is also observed in poly(methyl)methacrilate, which was the rigid medium employed aiming the development of devices. The fac-[Re(CO)3(bpy)(cis-stpy)]+ isomer is luminescent and its emission is investigated in different media analyzing the hypsochromic shifts increasing the rigidity of the medium.

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O trabalho desenvolvido teve como foco dois sistemas químicos integrados: células solares sensibilizadas por corantes, Dye-Cells®, e fotossensores baseados em compostos de rênio(I). Novos compostos de rutênio(II) foram preparados, caracterizados e investigados como corantes sensibilizadores. Os resultados obtidos com as células solares sensibilizadas pelo cis-[(H3BCN)2Ru(dcbH2)2], H3BCN- = cianoboroidreto, dcbH2 = ácido-4,4\'-dicarboxílico-2,2\'-bipiridina, são: Jsc = 8,0 mA.cm-2, Voc = 0,66 V, Pmax = 2,7 mA.cm-2 e ff = 0,51. Esse dispositivo atingiu eficiência de conversão de fótons incidentes em corrente de até 23%. Os compostos cis-[Ru(dobH2)2(L)2]0/2+, dobH2 = ácido-4,4\'diidroxâmico-2,2\'-bipiridina e L = Cl-, H2O ou NCS-, foram preparados usando o ácido hidroxâmico como um novo grupo de ancoramento. Os desempenhos das células solares são: cis-[(Cl)2Ru(dobH2)2]: Jsc = 4,6 mA.cm-2, Voc = 0,60 V, Pmax = 1,4 mW.cm-2, ff = 0,51; cis-[Ru(dobH2)2(H2O)2]2+: Jsc = 4,4 mA.cm-2, Voc = 0,61 V, Pmax = 1,6 mW.cm-2, ff = 0,59; cis-[(SCN)2Ru(dobH2)2]: Jsc = 4,6 mA.cm-2, Voc = 0,71 V, Pmax = 1,5 mW.cm-2, ff = 0,46. A similaridade dos valores de Jsc sugere que o grupo de ancoramento pode estar limitando o processo de injeção de carga na banda de condução do semicondutor. Frutos distintos dos já investigados são utilizados como fontes de antocianinas empregadas como sensibilizadores. Esses corantes naturais são capazes de adsorver à superfície do semicondutor e realizar a conversão de luz em eletricidade. Foram determinados eficiência de conversão de fóton incidente em corrente de até 19% e valores de Jsc = 7,2 mA.cm-2, Voc = 0,65 V, Pmax = 2,0 mW.cm-2 e ff = 0,55. O segundo sistema químico integrado investigado baseia-se em fotossensores com fac-[Re(CO)3(NN)(stpy)]+, NN = 2,2\'-bipiridina, bpy, 4,4\'-dimetil-2,2\'-bipiridina, Me2bpy, ou dipirido[3,2-a:2\',3\'-c]fenazina, dppz, stpy = trans ou cis-4-estirilpiridina. A reação de isomerização trans-cis do ligante coordenado pode ser acompanhada de duas formas distintas por espectrofotometria e por ressonância magnética nuclear, 1H RMN. Os rendimentos quânticos aparentes, &#934;ap, determinados para irradiação em 404 nm, por espectrofotometria, são: fac-[Re(CO)3(bpy)(trans-stpy)]+ &#934;ap = 0,19 ± 0,02; fac-[Re(CO)3(Me2bpy)(trans-stpy)]+ &#934;ap = 0,18 ± 0,02; fac-[Re(CO)3(dppz)(trans-stpy)]+ &#934;ap = 0,30 ± 0,03. Enquanto os valores reais determinados por 1H RMN, &#934;real, são: fac-[Re(CO)3(bpy)(trans-stpy)]+ &#934;real = 0,48 ± 0,03; fac-[Re(CO)3(Me2bpy)(trans-stpy)]+ &#934;real = 0,31 ± 0,07; fac-[Re(CO)3(dppz)(trans-stpy)]+ &#934;real = 0,48 ± 0,06. Os valores determinados por 1H RMN são reais uma vez que os sinais do produto e do reagente são detectados em regiões distintas, o que não acontece no acompanhamento por espectrofotometria. A isomerização trans-cis do composto fac-[Re(CO)3(bpy)(trans-stpy)]+ também é observada em poli(metacrilato) de metila, que foi o meio rígido utilizado visando o desenvolvimento de dispositivos. O isômero fac-[Re(CO)3(bpy)(cis-stpy)]+ é luminescente e a sua emissão é investigada em diferentes meios analisando os deslocamentos hipsocrômicos com o aumento da rigidez do meio. / The focus of this work is on two chemical integrated systems: dye-sensitized solar cells, Dye-Cells®, and photosensors based on rhenium(I) compounds. Novel ruthenium(II) compounds were synthesized, characterized and investigated as dye-sensitizers. The results of solar cells sensitized by cis-[(H3BCN)2Ru(dcbH2)2], H3BCN- = cyanoborohydride, dcbH2 = acid-4,4\'-dicarboxylic-2,2\'-bipyridine, are: Jsc = 8.0 mA.cm-2, Voc = 0.66 V, Pmax = 2.7 mA.cm-2 and ff = 0.51. Incident photon-to-current efficiency of up to 23% is achieved by this device. The cis-[Ru(dobH2)2(L)2]0/2+ compounds, dobH2 = acid-4,4\'-dihydroxamic-2,2\'-bipyridine, L = Cl-, H2O or NCS-, were synthesized using hydroxamic acid as a new anchoring group. The performance of these dye-sensitized solar cells are: cis-[(Cl)2Ru(dobH2)2]: Jsc = 4.6 mA.cm-2, Voc = 0.60 V, Pmax = 1.4 mW.cm-2, ff = 0.51; cis-[Ru(dobH2)2(H2O)2]2+: Jsc = 4.4 mA.cm-2, Voc = 0.61 V, Pmax = 1.6 mW.cm-2, ff = 0.59; cis-[(SCN)2Ru(dobH2)2]: Jsc = 4.6 mA.cm-2, Voc = 0.71 V, Pmax = 1.5 mW.cm-2, ff = 0.46. The similarity between Jsc values suggests that the anchoring group is limiting the electron injection into the semiconductor conducting band. Anthocyanins of several fruits were employed as sensitizers. These natural dyes are capable of adsorbing onto the semiconductor surface and promote the light-to-electricity conversion. Incident photon-to-current efficiency of up to 19% and values Jsc = 7.2 mA.cm-2, Voc = 0.65 V, Pmax = 2.0 mW.cm-2, ff = 0.55 were determined. The second chemical integrated system investigated is based on photosensors using fac-[Re(CO)3(NN)(stpy)]+, NN = 2,2\'-bipyridine, bpy, 4,4\'-dimethyl-2,2\'-bipyridine, Me2 bpy, or dipyrido[3,2-a:2\',3\'-c]phenazine, dppz, stpy = trans or cis-4-styrylpyridine. The trans-cis isomerization of the coordinated ligand is followed by two distinct ways, spectrophotometry and nuclear magnetic resonance, 1H NMR. The apparent quantum yields, fiap, determined for irradiation at 404 nm by spectrophotometry are: fac-[Re(CO)3(bpy)(trans-stpy)]+ &#934;ap = 0.19 ± 0.02; fac-[Re(CO)3(Me2bpy)(trans-stpy)]+ &#934;ap = 0.18 ± 0.02; fac-[Re(CO)3(dppz)(trans-stpy)]+ &#934;ap = 0.30 ± 0.03. The real values, &#934;real, determined by 1H NMR, are: fac-[Re(CO)3(bpy)(trans-stpy)]+ &#934;real = 0.48 ± 0.03; fac-[Re(CO)3(Me2bpy)(trans-stpy)]+ &#934;real = 0.31 ± 0.07; fac-[Re(CO)3(dppz)(trans-stpy)]+ &#934;real = 0.48 ± 0.06. The values determined by 1H NMR are real since the signals of the product and of the reactant are detected in distinct regions, which does not occur for the spectrophotometric method. The trans-cis isomerization of the compound fac-[Re(CO)3(bpy)(trans-stpy)]+ is also observed in poly(methyl)methacrilate, which was the rigid medium employed aiming the development of devices. The fac-[Re(CO)3(bpy)(cis-stpy)]+ isomer is luminescent and its emission is investigated in different media analyzing the hypsochromic shifts increasing the rigidity of the medium.