O complexo [RuCl2(PPh2Bz)3] (1) é ativo em ROMP de norborneno. À 50 ºC na presença de EDA, observa-se prontamente precipitação de polímero. Obtendo-se cerca de 50% de rendimento tanto por 5 min como 30 min. O valor do IPD é alto quando aumenta-se o tempo de reação. Este complexo apresenta grandes rendimentos quando aumenta-se a razão [NBE]/[Ru], com quantitativo rendimento quando [NBE]/[Ru] = 15.000. Quando a razão [NBE]/[Ru] é 1.000, é obtido polímeros com cadeias polimodais. Trocando uma molécula de PPh2Bz em 1 por piperidina, o novo complexo [RuCl2(PPh2Bz)2pip] (2) é ativo a 25 ºC por 30 min com 92% de rendimento (PDI = 2.22). Observa-se rendimento quantitativo a 50 ºC por 30 min. O aumento da razão [NBE]/[Ru] diminui o rendimento para este complexo. Os complexos [RuCl2(PPh2Bz)2(nic)2] (3) e [RuCl2(PPh2Bz)2(isn)2] (4) não mostraram boa atividade a 25 ºC por 30 min. Obtém-se 7.2% de rendimento a 50 ºC por 5 min e 12.0% a 30 min com 5µL de EDA. / The complex [RuCl2(PPh2Bz)3] (1) is active in ROMP of norbornene. At 50 °C in presence of EDA, it is observed promptly precipitation of polymer. It is obtained c.a. 50% yield at 50 ºC for either 5 min or 30 min. The PDI value is larger when increasing the reaction time. This complex presents high yields when increasing the [NBE]/[Ru] ratio, with a quantitative reaction when [NBE]/[Ru] = 15,000. When the [NBE]/[Ru] ratio is 1,000, it is obtained polymodal polymer chains. Changing one PPh2Bz molecule in 1 for piperidine, the new complex [RuCl2(PPh2Bz)2pip] (2) is active at 25 ºC for 30 min with 92% yield (PDI = 2.22). Quantitative yield is obtained at 50 ºC for 30 min. The increase of [NBE]/[Ru] ratio affords the decrease in the yield when using this complex. The complexes [RuCl2(PPh2Bz)2(nic)2] (3) and [RuCl2(PPh2Bz)2(isn)2] (4) do not show good activity at 25 ºC up to 30 min. It is obtained 7.2% yield at 50 ºC for 5 min and 12.0% for 30 min with 5µL of EDA.

Este trabalho reporta sínteses e caracterizações de complexos do tipo [RuCl2(S-dmso)2(N)III)2], onde NIII = piridina, isonicotinamida e nicotinamida. Os complexos foram aplicados em ROMP de norborneno de modo investigar os efeitos cooperativos entre os ligantes ancilares dmso e aminasneste tipo de reação. O complexo com nicotinamida apresentou a maior atividade catalítica em 60 min a 50 ºC (20% de rendimento; Mw / Mn = 1,98). Os outros complexos derivados foram praticamente inertes para ROMP. Usando uma solução envelhecida por 140 min a 50 ºC do complexo com isonicotinamida, não foi observada mudanças significativas na atividade catalítica por 60 min a 50 ºC (17% de rendimento; Mw / Mn = 4,24). Experimentos com uma solução do complexo com isonicotinamida na presença do sal NBu4ClO4, o rendimento foi de 19% (Mw / Mn = 1,78) mediante as mesmas condições. Usando soluções irradiadas com luz branca (5-10 min) à temperatura ambiente, os complexos com piridina e isonicotinamida mostraram rendimentos de 36% (Mw / Mn = 1,8) e 26% (Mw / Mn = 1,7) por 60 min a 50 ºC, respectivamente. O complexo [RuCl3 (Ph2SO) 3] foi também isolado e sua atividade em ROMP para norborneno foi de 33% (Mw / Mn = 1,32) à temperatura ambiente por 5 min. O rendimento aumentou para 58% (Mw / Mn = 1,41) a 50 ºC por 30 min. Na presença do sal NBu4ClO4, o rendimento de reação não apresentou mudanças significativas. Dos resultados obtidos, conclui-se que os ligantes dmso e as aminas estudadas podem ser empregados como ligantes ancilares em complexos de Ru(II) para as reações de ROMP, considerando um efeito cooperativo de sintonia eletrônica. / This work reports the synthesis and characterizations of [RuCl2(S-dmso)2(N)III)2] complexes, where NIII = pyridine, isonicotinamide and nicotinamide. The complexes were applied in ROMP of norbornene in order to investigate the cooperative effects among the dmso and amines as ancillary ligands in this kind of reaction. The complex with nicotinamide showed the highest catalytic activity for 60 min at 50 ºC (20% yield; Mw / Mn = 1,98). The other derivatives were roughing inert for ROMP. Using an aged solution for 140 min at 50 ºC of the isonicotinamide complex, it was observed a significant change in their catalytic activity for 60 min at 50 ºC (17% yield; Mw / Mn = 4,24). Experiments using isonicotinamide complex solution in presence of the salt NBu4ClO4, the yield was 19% (Mw / Mn = 1,78) under similar conditions. When using irradiated solution with white lamp (5-10 min) at room temperature, the pyridine (for 10 min) and isonicotinamide (for 5 min) complexes showed yields of 36% (Mw / Mn = 1,8) and 26% (Mw / Mn = 1,7) for 60 min at 50 ºC respectively. The complex [RuCl3 (Ph2SO) 3] was also isolated and the ROMP active for norbornene was 33% (Mw / Mn = 1,32) at room temperature for 5 min. The yield increased to 58% (Mw / Mn = 1,41) at 50 ºC for 30 min. In the presence of the salt NBu4ClO4, the yield showed no significant changes. It is concluded that the ligands dmso and the studied amines can be selectively used as ancillary ligands in Ru(II) complexes for ROMP reactions inside of an electronic tuning cooperative effect.

Essa pesquisa tem como meta estudar a atividade catalítica de complexos do tipo [RuCl2(PPh3)x(BS)] a partir de reações entre [RuCl2(PPh3)3] e os compostos do tipo Base de Schiff (BS) do tipo R1N=CHR2 onde os grupos R1 = cicloexil, fenil ou sec-butil, para aplicações em reações de polimerização via metátese por abertura de anel (ROMP) de norborneno (NBE). As reações foram realizadas na presença de etildiazoacetato (EDA) e os resultados dos complexos foram comparados em relação às características dos polímeros isolados em função da temperatura e do tempo de reação. Os complexos foram caracterizados por análise elementar CNH, espectroscopia na região do infravermelho e UV-Vis, RMN (31P; 1H) e voltametria cíclica. Os poliNBE apresentaram um σc = 0,41 determinado por RMN 13C. Experimentos realizados por 60 minutos a 25 °C na razão [NBE]/[Ru] = 5000 mostraram que o complexo [RuCl(PPh3)2(Ph)(IminCy)] formou 95% de poliNBE, enquanto que o complexo [RuCl(PPh3)2(Ph)(IminPh)] sintetiza 81,4% de NBE. Para o complexo [RuCl(PPh3)2(Ph)(IminBu)] sua atividade em ROMP para o NBE foi de 70,3%. Assim foi comparado a reatividade entre os ligantes Cy, Ph e Bu. Nas mesmas condições, apenas o complexo [RuCl(PPh3)2(Ph)(IminCy)] obteve melhora significativa no rendimento a 50 °C. Foram investigados também os efeitos de agentes promotores como ácido, sal e luz para a viabilização das reações de ROMP. / This research aims to study the activity of[RuCl2(PPh3)x(BS)] complexes by means of [RuCl2(PPh3)3] and Schiff base ligands (BS) R1N=CHR2where R1= cyclohexil, phenil and sec-butil groups, in order to catalyze ring opening metathesis polymerization (ROMP) reactions of norbornene (NBE). The reactions occur in presence of etyldiazoacetate (EDA) and was investigated according to the temperature and the time reaction. The complex was characterized by CNH elemental analysis, infrared, UV-vis spectra, NMR (1H; 31P) and cyclic voltametry. The polymer showed σc = 0,41 by NMR (13C). The experiments performed for 60 minutes at 25 °C with the ratio [NBE]/[Ru] = 5000 showed that [RuCl(PPh3)2(Ph)(IminCy)] complex obtained 95% of polyNBE, while that [RuCl(PPh3)2(Ph)(IminPh)] complex yielded 81,4% of NBE. However, the [RuCl(PPh3)2(Ph)(IminBu)] provided 70,3% of polyNBE. Under same conditions, only [RuCl(PPh3)2(Ph)(IminCy)] complex showed significant changes at 50°C. In addition, promoters agents with acids, salts and light were investigated with the aim at making the ROMP reactions feasible.

A influência da isomeria cis/trans na reatividade de complexos do tipo [RuCl2(DMSO)3(L)], onde L = DMSO (2;4), n-butilamina (1;3) na polimerização via metátese por abertura de anel (ROMP) foi investigada. Os complexos 1 e 2 apresentaram isomeria fac, enquanto que os complexos 3 e 4 foram trans e mer, respectivamente. Os dados cristalográficos sugerem uma conformação fac para o novo complexo 1. Os parâmetros eletrônicos e estéreos dos ligantes, medidos pelos valores de pka e θ, respectivamente, foram usados para interpretação dos resultados. Os monômeros cíclicos usados foram norborneno (NBE), norbornadieno (NBD) e diciclopentadieno (DCPD), considerando como parâmetros as razões molares monômero/complexo, temperatura, tempo de reação e estrutura geométrica. Complexos cis foram mais ativos do que os complexos trans para a polimerização de norborneno e de norbornadieno, sendo os resultados a 50 oC melhores do que os resultados a 25 oC. Na polimerização de norbornadieno, ao contrário da polimerização com norborneno, os melhores rendimentos foram obtidos com os complexos contendo os ligantes cloro trans-posicionados. Os compostos isolados foram caracterizados por analise elementar, FTIR, voltametria cíclica, espectroscopia na região do UV-vis, RMN de 1H e 13C e espectroscopia de difração de raio-x. Em adição, combinação de resultados teóricos e dados experimentais para a reação de ROMP de norborneno usando [RuCl2(PPh3)2(piperidina)] mostra a otimização estrutural das espécies envolvidas na catálise e o perfil termodinâmico de toda reação. Fatores entrópicos explicam a espontaneidade observada para a dissociação de grupos de saída, que são processos endotérmicos. Logo após a etapa determinante da velocidade, ocorre a coordenação de uma molécula de norborneno e um efeito trans-sinérgico entre este monômero e o ligante piperidina ativa a catálise. O uso de outros diazocompostos (TBDA e BDA) foi feito para analisar as influências eletrônicas e estéricas do carbeno em questão. Efeitos eletrônicos tem menos influência sobre a estrutura da espécie ativa do que os efeitos estéricos, influenciando nos rendimentos e nos dados dos polímeros formado. / The influence of cis/trans isomery on the reactivity of complexes of the type [RuCl2(DMSO)3(L)], where L = DMSO (2;4), n-butylamine (1;3) in the ring-opening metathesis polymerization (ROMP) was investigated. The complexes 1 and 2 showed isomerism fac, while the complexes were 3 and 4 were trans and mer, respectively. The crystallographic data suggest a fac conformation for the new complex 1. The electronic and steric parameters from ligands, measured by pKa values and θ, respectively, were used for interpretation of the results. The cyclic monomers used were norbornene (NBE), norbornadiene (NBD) and dicyclopentadiene (DCPD), given as parameters the molar ratios monomer/complex, temperature, reaction time and geometric structure. The cis complexes were more active than the trans complex for polymerization of norbornene and norbornadiene, and the results at 50 oC better than the results at 25 oC. The polymerization of norbornadiene, unlike the polymerization of norbornene, best yields were obtained with complexes containing trans-positioned chloro ligands. All compounds were characterized by elemental analysis, FTIR, cyclic voltammetry, UV-vis spectroscopy, NMR 1H and 13C spectroscopy and x-ray diffraction. In addition, combination of theoretical and experimental results data for ROMP reactions of norbornene using [RuCl2(PPh3)2(piperidine)] shows the structural optimization of the species involved in the catalysis and the thermodynamic profile of the whole reaction. Entropic factors explain the spontaneity observed for dissociation from both leaving groups, which are endothermic processes. Immediately after the rate-determining step occurs the coordination of a norbornene molecule and a trans- synergistic effect between the monomer and ligand piperidine actives the catalysis. The use of other diazocompostos (TBDA and BDA) was done to analyze the electronic and steric influences of the carbene in question. Electronic effects had less influence on the structure of the active species than the steric effects, influencing the yield and the data of the polymers formed.

Polímeros com diferentes características foram sintetizados a partir da polimerização por abertura de anel (Ring Opening Metahesis Polymerization-ROMP) de três diferentes monômeros de norborneno (NBE) derivados com triglicerídeos ou monoglicerídeos oriundos de óleos de mamona e de soja: Norbornenyl-functionalized castor oil (NCO), Norbornenyl-functionalized castor oil alcohol (NCA) e o novo Norbornenyl-functionalized epoxized soybean oil (NESBO). Utilizou-se como precursores catalíticos complexos do tipo [RuCl2(PPh3)2(amina)], amina = peridroazepina e piperidina, e catalisadores de Grubbs (1a e 2a geração). Foram investigados os efeitos da estrutura do monômero e do catalisador no processo de polimerização, bem como as propriedades térmicas e mecânicas dos polímeros resultantes. Através da ressonância magnética nuclear de hidrogênio (NMR-1H) foi determinado o número de sítios ativos (unidades de norborneno) por cadeia de ácido graxo em cada monômero: 1,8 em NCO, 2,6 em NCA e 4.5 em NESBO. O número de unidades monoméricas, assim como a viscosidade de cada monômero, desempenha um papel importante no controle da iniciação e propagação do processo de polimerização e nas propriedades finais dos polímeros obtidos. Os complexos do tipo Ru-amina, produziram materiais poliméricos similares aos obtidos com o catalisador de 1° Grubbs. Foram realizados estudos para otimizar as condições experimentais nas reações de ROMP, através da análise das estabilidades térmicas dos polímeros obtidos constatou-se a influência das variáveis tipo de catalisador, concentração de catalisador, tempo de reação, número de NBE por estrutura do monômero e a influência da adição de ácido na atividade catalítica dos complexos. Os valores de transição vítreas foram determinados através de DSC, o monômero de partida mostrou uma influência mais significativa sobre o valor de Tg dos polímeros obtidos do que o tipo de catalisador utilizado. Os estudos mecânicos dos materiais resultantes indicaram que foram obtidos desde materiais borrachosos a rígidos alterando a natureza do monômero e o tipo de catalisador utilizado e não foi possível estabelecer uma correlação entre as densidades de reticulação e a quantidade de anéis NBE da estrutura, nas condições analisadas. A cinética do processo de cura foi acompanhada através da ROMP induzida por temperatura, sob diferentes condições de frequência angular, temperatura e tempo. / Polymers with different characteristics were synthesized from the ring opening polymerization (ROMP) of three different monomers of norbornene (NBE) derived with triglycerides or monoglycerides from castor and soybean oils: Norbornene-functionalized castor oil (NCO), Norbornene-functionalized alcohol castor oil (NCA) and the new Norbornene-functionalized epoxidized soybean oil (NESBO). It was used, as catalyst precursors, complexes of the type [RuCl2(PPh3)2(amine)], amine = perhydroazepine and piperidine and the catalyst Grubbs (1st and 2nd generation). The effects of the structure of the monomer and catalyst in the polymerization process, as well as the thermal and mechanical properties of the resulting polymers, were investigated. Through the nuclear magnetic resonance of proton (1H-NMR), it was determined the number of active sites (norbornene units) per chain of fatty acid in each monomer: 1.8 to NCO, 2.6 to NCA and 4.5 to NESBO. The number of monomeric units (active sites for ROMP), as well as the viscosity of each monomer plays an important role in controlling the initiation and propagation of polymerization and the final properties of the polymers obtained. The Ru-amine complex type, produced polymeric materials similar to those obtained with Grubbs catalyst 1st. Studies were performed to optimize the experimental conditions in ROMP reactions, through analysis of the thermal stabilities of the obtained polymers was found to influence the variables: type of catalyst, catalyst concentration, reaction time, number of NBE in structure of the monomer and influence of acid addition on the catalytic activity of the complex. The glass transition values were determined by DSC, the starting monomer showed a more significant influence over the Tg value of all the obtained polymers compared to the all used catalysts. The mechanical studies of the resulting materials indicated that rubbery and rigid materials were obtained, by changing the nature of the monomer and type of catalyst, although it was not possible to determine a correlation between the crosslinking densities and the quantity of NBE rings of the structure for the analyzed conditions. The kinetic for the cure process was followed through the induced ROMP by temperature under different conditions of angular frequencies, temperature, and time.

As moléculas à base de nitrogênio, NH2Ph, NH2CH2Ph e NHnBuPh foram investigadas como ligantes ancilares nos novos complexos do tipo [RuCl2 (PPh3)2 (amina) x] para a polimerização via metátese por abertura de anel (ROMP) de norborneno (NBE), norbornadieno (NBD) e diciclopentadieno (DCPD). Os complexos foram obtidos da síntese com [RuCl2 (PPh3)3] com as respectivas moléculas. E eles foram caracterizados por análise elementar de CHN, FT-IR, RMN 31P{1H}, Espectroscopia eletrônica na região do uv-vis e voltametria cíclica. Os complexos isolados foram hexacoordenados (x = 2) com NH2Ph e NH2CH2Ph, e pentacoordenado com NHnBuPh (x = 1). Além disso, os resultados sugerem que todos os ligantes estão trans-posicionados no caso do complexo com NH2Ph (complex 1) e cis no caso do complexo com NH2CH2Ph (complex 2). O complexo com NHnBuPh ( complex 3) e sugerido estar na geometria pirâmide de base quadrada, com a amina no eixo axial. Quantitativos rendimentos foram obtidos na ROMP de NBE a 50°C com 1 por 30 min e com 2 por 5 minutos. Similar resultado foi obtido com 3 at 25°C por 5 min. O valor de Mw foram na faixa de 104 e 105 g/mol,com valores de IPD entre 1,6 e 3,5. Os valores de σc foram em torno de 0,40 a 0,52. ROMP de NBE e DCPD, bem como copolimerizações foram também realizadas com melhores resultados com 3. Os resultados são discutidos em termos de densidade eletrônica e impedimento estérico das aminas como ligantes ancilares nos complexos. As reações com o complexo 2 são favoráveis pelo caráter σ-doador, enquanto que o grande ângulo de cone da NHnBuPh prove a reatividade de 3. / The nitrogen-based molecules, NH2Ph, NH2CH2Ph and NHnBuPh were investigated as ancillary ligands in the new [RuCl2 (PPh3)2 (amine) x] complex types for Ring Opening Metathesis Polymerization (ROMP) of norbornene (NBE), norbornadiene (NBD) and dicyclopentadiene (DCPD). The complexes were obtained from syntheses with [RuCl2 (PPh3)3]of and the respectively molecules and they were characterized by elementar analysis of CHN, FT-IR, NMR 31P, uv-vis spectroscopy and cyclic voltammetry. The isolated complexes were sixcoordinated (x = 2) with NH2Ph and NH2CH2Ph and pentacoordinated with NHnBuPh (x = 1). Moreover, the data suggest that all the ligands are trans-positioned in the case of NH2Ph (complex 1) and cis-positioned in the case of NH2CH2Ph (complex 2). The complex with NHnBuPh (3) was suggested to present a square pyramidal geometry with the amine in the axial axis. Quantitative yields were obtained in the ROMP of NBE at 50 °C with 1 for 30 min and with 2 for 5 min. Similar result was obtained with 3 at 25 °C for 5 min. The Mw values were in the range of 104 to 105 g/mol with PDI values between 1.6 and 3.5. The σc values were 0.40 to 0.52. ROMP of NBD and DCPD, as well copolymerizations with NBE, NBD and DCPD, were also performed with better results with 3. The results are discussed in terms of the electronic density and steric hindrance from the amines as ancillary ligands in the complexes. The reactions with complex 2 are favored by the σ-donor character of NH2CH2Ph, whereas the large cone angle of NHnBuPh provided the reactivity with 3.

Este trabalho foi desenvolvido com o propósito de investigar as reações de polimerização por metátese via abertura de anel (ROMP) assistidas pelos catalizadores desenvolvidos pelo grupo do Prof. Dr. Benedito dos Santos de Lima Neto do Instituto de Química de São Carlos (IQSC-USP), usando métodos computacionais de mecânica quântica. Portanto, este projeto foi uma combinação de resultados teóricos e experimentais. No capítulo 1, foi elucidado o mecanismo principal da reação de ROMP de norborneno por meio do iniciador catalítico [RuCl2(PPh3)2(piperidina)]. O estudo mostrou que a primeira etapa da reação implica numa associação entre o complexo iniciador e o diazoetanoato de etila (EDA), resultando na formação de uma ligação metalcarbeno. Então, essa espécie perde duas moléculas de trifenilfosfina nos passos subsequentes, sendo que a etapa determinante da velocidade da reação está associada com a saída da segunda molécula de PPh3 devido ao sinergismo eletrônico envolvendo este ligante e a molécula de piperidina. Logo após a etapa determinante da velocidade, ocorre a coordenação de uma molécula de norborneno e um similar efeito trans-sinérgico entre este monômero e o ligante piperidina ativa a catálise. No capítulo 2 está descrito o estudo do mecanismo de uma série de complexos de fórmula [RuCl2(PPh3)2(amina)] (amina = pirrolidina, piperidina, azepano, azocano). Estas aminas cíclicas possuem volumes moleculares que aumentam no sentido da pirrolidina ao azocano. A troca dessas aminas afeta substancialmente o comportamento termodinâmico desses complexos através da combinação de efeitos eletrônicos e estéricos. A investigação realizada para os compostos dessa série levou ao mesmo mecanismo elucidado para o complexo contendo piperidina e com os mesmos processos mais relevantes que são as saídas dos ligantes trifenilfosfinas. Notou-se que a formação do isômero PBQ fica comprometida ao passo que a amina no complexo [RuCl2(PPh3)2(amina)] vai ficando mais volumosa devido ao maior espaço ocupado ao redor do metal na posição apical da pirâmide de base quadrada (PBQ) e que representa uma tensão considerável na estrutura do complexo que tende a se converter, preferencialmente, à geometria bipirâmide trigonal (BpT), como acontece com o complexo iniciador [RuCl2(PPh3)2(azocano)]. Observou-se também que a saída da primeira fosfina é influenciada pelo efeito estérico provocado pela amina. Em contrapartida, a saída da segunda já é um processo regido eletronicamente e é influenciado pela capacidade doadora da amina trans-posicionada ao ligante PPh3 em um dos intermediários que é formado durante a reação. No capítulo 3 está descrita a investigação da reação de ROMP com o complexo iniciador [RuCl2(PPh3)2(piperidina)] usando as moléculas diazoetanoato de etila (EDA), diazoetanoato de benzila (BDA) e diazoetanoato de terc-butila (TDA) como fontes de carbeno para gerar a espécie in situ [Ru(=CHR)Cl2(PPh3)2(piperidina)]. Curiosamente, a troca dos carbenos também não afetou o mecanismo proposto inicialmente para a série das aminas. Os perfis termodinâmicos traçados para esses diferentes carbenos mostram que o complexo contendo o carbeno etanoato de benzila-1-ilideno (EBI) foi o que mais se diferiu, seguindo uma tendência termodinâmica distinta para a saída dos ligantes trifenilfosfina. Para as demais etapas, os três complexos apresentaram um comportamento bastante similar. O estudo dessa série mostrou-se ser mais intricado do que a série das aminas, pois esses carbenos podem afetar tanto eletrônico quanto estericamente a estrutura dos compostos em diferentes etapas do mecanismo que ainda não foram investigadas minunciosamente. / This work was developed with the purpose of investigating the ring-opening metathesis polymerization (ROMP) with catalysts developed in the research group of Prof. Dr. Benedito dos Santos Lima Neto of the Institute of Chemistry of São Carlos (IQSC-USP) by computational methods of quantum mechanics. Therefore, this project was a combination of theoretical and experimental results. In Chapter 1, the main mechanism of ROMP reaction of norbornene by the initiator complex [RuCl2(PPh3)2(piperidine)] was elucidated In this investigation, the first reaction step involves an association between the initiator complex and ethyl diazoacetate (EDA), resulting the formation of metalcarbene bond. Then, this species loses two triphenylphosphine ligands in the subsequent steps and the rate reaction is associated with the loss of the second molecule due to the electronic PPh3 synergism involving this ligand and the piperidine molecule. Immediately after the rate reaction step, the coordination of norborneno occurs and a similar trans synergistic effect between the monomer and piperidine ligand actives the catalysis. Chapter 2 describes the study of the mechanism of complexes type [RuCl2(PPh3)2(amine)] (amine = pyrrolidine, piperidine, azepane, azocane). These cyclic amines have molecular volumes that increase from pyrrolidine towards azocane. The exchange of amines affects substantially the thermodynamic behavior of these complexes by a combination of electronic and steric effects. The four compounds showed the same mechanism elucidated for the complex containing piperidine. It was noted that the formation of the PBQ isomer is avoided while the amine in the complex [RuCl2(PPh 3)2(amine)] becomes more voluminous. It was also observed that the loss of the first phosphine is influenced by the steric effect caused by the amine. In contrast, the loss of the second (phosphine) is already a process electronically-governed, and is influenced by the donor capacity of the amine ligand trans-positioned to PPh3 in one of the intermediate that is formed during the reaction. The Chapter 3 describes the investigation of the ROMP reaction using the initiator complex [RuCl2(PPh3)2(piperidine)] with the molecules ethyl diazoacetate (EDA), benzyl diazoacetate (BDA) and tert-butyl diazoacetate (TDA) to generate the carbene species [Ru(=CHR)Cl2(PPh3)2(piperidine)] in situ. Interestingly, the exchange of carbenes did not affect the mechanism originally proposed for the series of amines complexes. The complex containing the carbene ethanoate benzyl-1-ylidene (EBI) was what showed the most different thermodynamic profile from the others, following a distinct thermodynamic tendency for the loss of triphenylphosphine ligands. For the remaining steps, the three complexes showed a very similar behavior. The study of this series proved to be more intricate, because these carbenes may affect as much as sterically electronic structure of the compounds at different stages of the mechanism.

Novos materiais poliméricos foram desenvolvidos utilizando como uma das matérias-primas o óleo de palma (OP). Para tanto, um novo monômero de norborneno, denominado norbornenil óleo de palma (NOP), foi obtido a partir da inserção de norborneno substituído com grupo carboxílico nos triglicerídeos do óleo da palma. O óleo de palma, assim como os produtos de cada etapa de síntese do NOP foram caracterizados por RMN-1H. Foi determinado um teor de 52% de ácidos graxos insaturados no OP, resultando no NOP com 1,0 norborneno por triglicerídeo. Reações de ROMP de NOP com norborneno, na presença de catalisador de Grubbs de segunda geração, resultaram em materiais insolúveis em uma diversidade de solventes polares e apolares. Testes de inchamento em clorofórmio extraíram frações solúveis dos materiais, compostas por poliNBE e unidades NOP não polimerizadas. Dados obtidos por TGA sugerem a presença de cis e trans poliNBE, além de uma etapa de degradação desconhecida, atribuída ao copolímero poli(NOP-co-NBE) o qual seria o componente insolúvel resultante dos experimentos de inchamento. Assim, os materiais desenvolvidos foram classificados como blendas poliméricas de poliNBE e poli(NOP-co-NBE). Foram avaliados os tempos de gelificação de amostras com diferentes concentrações de catalisador e combinações NOP/NBE através de RMN em baixo campo magnético, obtendo-se comportamentos regulares que podem permitir a previsão do tempo de gelificação de outras amostras. A análise da distribuição dos valores de T2 mostrou aumento na rigidez dos materiais finais ao se aumentar o teor inicial de NOP. / New polymeric materials have been developed using palm oil as a raw material. For this, a new monomer of norbornene, called norbornene palm oil (NPO) was obtained from insertion of norbornene containing the carboxylic group in the palm oil triglycerides. Palm oil as well as products of each step NPO synthesis were characterized by 1H-NMR. It was determined 52% unsaturated fatty acids content in the OP, resulting in NPO with 1.0 norbornene per triglyceride. ROMP reactions of norbornene with NPO, in the presence of the Grubbs second generation catalyst, resulting insoluble materials in a variety of polar and nonpolar solvents. Soluble fractions were extracted in swelling, containing polyNBE and unpolymerized NPO units. TGA data suggests the presence of cis and trans polyNBE, plus an unknown degradation step, attributed to poly(NPO-co-NBE) copolymer which would be insoluble component resulted from the swelling experiments. Thus, the developed materials were classified as polymer blends of polyNBE and poly(NPO-co-NBE). The gelation times of samples having different catalyst concentrations and NPO/NBE combinations were evaluated by low magnetic field NMR, obtaining regular behaviors that may allow the gelation time prediction of other samples. The analysis of T2 values distribution showed increased in the stiffness of the final material by increasing the initial NPO content.

A proposta do projeto era a imobilização do complexo [RuCl2(PPh3)3] em matriz de nanotubos de carbono pelo ligante 3-piperidinametanol para ser utilizado em reações de ROMP. Para tanto, o trabalho dividiu-se em duas etapas: (1) estudo do complexo [RuCl2 (PPh3)2 (pip-3-MeOH)] e sua atividade na ROMP; (2) imobilização do complexo [RuCl2 (PPh3)3] e estudos de ROMP com o mesmo. Na primeira etapa, o complexo foi caracterizado por análise elementar (CHN), EPR, FT-IR, RMN 31P{1H} e espectroscopia eletrônica na região do UV-vis. Os resultados sugerem um complexo pentacoordenado com os íons cloreto cis-posicionados. A ROMP de norborneno em clorofórmio foi testada na ausência e na presença de diferentes ácidos no meio. Os melhores rendimentos obtidos foram de 93,6% de poliNBE (Mn = 11 x 104 g.mol-1; IPD = 1,8) em reações de 60 min a 50°C, na presença de HCl com razão molar [NBE]/[Ru] = 5000 e 5 μL de EDA. Por MEV, observou-se que os polímeros obtidos não apresentaram poros. Por análise de DSC, obteve-se Tg de aproximadamente 36,5°C. Na segunda etapa do trabalho, o composto obtido foi caracterizado por análise elementar (CHN) e FT-IR. Foram realizados estudos de lixiviação utilizando-se um sistema de Soxhlet seguido de análise por espectroscopia de absorção atômica. A porcentagem de rutênio lixiviada foi de 26,13%. O composto SWNT-Ru foi utilizado em reações de ROMP de NBE. Em reações de 60 min em diclorometano a 50°C com razão molar [NBE]/[Ru] = 5000 e 5 μL de EDA, o rendimento foi de 72,1%. Os polímeros com CNTs foram analisados por MEV e também não apresentaram poros. Já na análise de DSC, observou-se um aumento na Tg, que foi de 42,5°C. Na tentativa de separar o catalisador ancorado do polímero obtido, testou-se a ROMP em tolueno com concentrações de NBE baixa ([NBE]/[Ru] = 300) e alta ([NBE]/[Ru] = 5000), com adição de etil vinil éter para finalizar a reação. Em nenhum dos casos obteve-se sucesso. Um experimento adicional ao trabalho foi a funcionalização de matriz de grafite com complexo de rutênio. O composto obtido foi caracterizado por análise elementar (CHN), FT-IR e espectroscopia eletrônica na região do UV-vis. Os resultados mostraram que o grafite pode ser funcionalizado e é uma alternativa de matriz de baixo custo para imobilização de complexos de rutênio. / The project aimed the complex [RuCl2(PPh3)3] immobilization in carbon nanotubes by the ligand 3-piperidinemethanol to be used in ROMP. So, this work was divided in two parts: study of the complex [RuCl2 (PPh3)2 (pip-3-MeOH)] and its activity in ROMP; (2) complex [RuCl2 (PPh3)3] immobilization and ROMP studies with it. In the first part, the complex was characterized by elemental analysis (CHN), EPR, FT-IR, RMN 31P{1H} and electronic spectroscopy on UV-vis. The results suggest a pentacoordinated complex with cis-positioned chlorides. The ROMP of norbornene in absence and presence of different acids was tested. The best yield was 93,6% ((Mn = 11 x 104 g.mol-1; PDI = 1,8) of poliNBE in reactions of 60 minutes at 50°C in the presence of HCl with a molar ratio [NBE]/[Ru] = 5000 and 5 μL of EDA. By SEM, it was observed that polymers obtained didn\'t showed pores. For DSC analysis, Tg was approximately 36,5°C. In the second part of the work, the obtained compound was characterized by elemental analysis (CHN) and FT-IR. Leaching studies with a Soxhlet system were performed, followed by analysis by atomic absorption spectroscopy. The percentage of leached ruthenium was 26,13%. The SWNT-Ru was used in ROMP of NBE. In 60 minutes reactions in dichloromethane at 50°C with a molar ratio [NBE]/[Ru] = 5000 and 5 μL of EDA, the yield was 72,1%. The polymers with CNTs were analyzed by SEM and also showed no pores. In DSC analysis, an increase in Tg was observed, which was 42,5°C. In attempting to separate the catalyst from the polymer obtained, ROMP in toluene was tested with low (NEB]/[Ru] = 300) and high ([NBE]/[Ru] = 5000) concentrations, with addiction of ethyl vinyl ether to complete the reaction. None of them was successful. An additional experiment was the functionalization of graphite matrix with ruthenium complex. The obtained compound was characterized by elemental analysis (CHN), FT-IR and electronic spectroscopy in the UV-vis region. The results showed that the graphite can be functionalized and is an alternative low-cost matrix for immobilization of ruthenium complexes.

A proposta do projeto era a imobilização do complexo [RuCl2(PPh3)3] em matriz de nanotubos de carbono pelo ligante 3-piperidinametanol para ser utilizado em reações de ROMP. Para tanto, o trabalho dividiu-se em duas etapas: (1) estudo do complexo [RuCl2 (PPh3)2 (pip-3-MeOH)] e sua atividade na ROMP; (2) imobilização do complexo [RuCl2 (PPh3)3] e estudos de ROMP com o mesmo. Na primeira etapa, o complexo foi caracterizado por análise elementar (CHN), EPR, FT-IR, RMN 31P{1H} e espectroscopia eletrônica na região do UV-vis. Os resultados sugerem um complexo pentacoordenado com os íons cloreto cis-posicionados. A ROMP de norborneno em clorofórmio foi testada na ausência e na presença de diferentes ácidos no meio. Os melhores rendimentos obtidos foram de 93,6% de poliNBE (Mn = 11 x 104 g.mol-1; IPD = 1,8) em reações de 60 min a 50°C, na presença de HCl com razão molar [NBE]/[Ru] = 5000 e 5 μL de EDA. Por MEV, observou-se que os polímeros obtidos não apresentaram poros. Por análise de DSC, obteve-se Tg de aproximadamente 36,5°C. Na segunda etapa do trabalho, o composto obtido foi caracterizado por análise elementar (CHN) e FT-IR. Foram realizados estudos de lixiviação utilizando-se um sistema de Soxhlet seguido de análise por espectroscopia de absorção atômica. A porcentagem de rutênio lixiviada foi de 26,13%. O composto SWNT-Ru foi utilizado em reações de ROMP de NBE. Em reações de 60 min em diclorometano a 50°C com razão molar [NBE]/[Ru] = 5000 e 5 μL de EDA, o rendimento foi de 72,1%. Os polímeros com CNTs foram analisados por MEV e também não apresentaram poros. Já na análise de DSC, observou-se um aumento na Tg, que foi de 42,5°C. Na tentativa de separar o catalisador ancorado do polímero obtido, testou-se a ROMP em tolueno com concentrações de NBE baixa ([NBE]/[Ru] = 300) e alta ([NBE]/[Ru] = 5000), com adição de etil vinil éter para finalizar a reação. Em nenhum dos casos obteve-se sucesso. Um experimento adicional ao trabalho foi a funcionalização de matriz de grafite com complexo de rutênio. O composto obtido foi caracterizado por análise elementar (CHN), FT-IR e espectroscopia eletrônica na região do UV-vis. Os resultados mostraram que o grafite pode ser funcionalizado e é uma alternativa de matriz de baixo custo para imobilização de complexos de rutênio. / The project aimed the complex [RuCl2(PPh3)3] immobilization in carbon nanotubes by the ligand 3-piperidinemethanol to be used in ROMP. So, this work was divided in two parts: study of the complex [RuCl2 (PPh3)2 (pip-3-MeOH)] and its activity in ROMP; (2) complex [RuCl2 (PPh3)3] immobilization and ROMP studies with it. In the first part, the complex was characterized by elemental analysis (CHN), EPR, FT-IR, RMN 31P{1H} and electronic spectroscopy on UV-vis. The results suggest a pentacoordinated complex with cis-positioned chlorides. The ROMP of norbornene in absence and presence of different acids was tested. The best yield was 93,6% ((Mn = 11 x 104 g.mol-1; PDI = 1,8) of poliNBE in reactions of 60 minutes at 50°C in the presence of HCl with a molar ratio [NBE]/[Ru] = 5000 and 5 μL of EDA. By SEM, it was observed that polymers obtained didn\'t showed pores. For DSC analysis, Tg was approximately 36,5°C. In the second part of the work, the obtained compound was characterized by elemental analysis (CHN) and FT-IR. Leaching studies with a Soxhlet system were performed, followed by analysis by atomic absorption spectroscopy. The percentage of leached ruthenium was 26,13%. The SWNT-Ru was used in ROMP of NBE. In 60 minutes reactions in dichloromethane at 50°C with a molar ratio [NBE]/[Ru] = 5000 and 5 μL of EDA, the yield was 72,1%. The polymers with CNTs were analyzed by SEM and also showed no pores. In DSC analysis, an increase in Tg was observed, which was 42,5°C. In attempting to separate the catalyst from the polymer obtained, ROMP in toluene was tested with low (NEB]/[Ru] = 300) and high ([NBE]/[Ru] = 5000) concentrations, with addiction of ethyl vinyl ether to complete the reaction. None of them was successful. An additional experiment was the functionalization of graphite matrix with ruthenium complex. The obtained compound was characterized by elemental analysis (CHN), FT-IR and electronic spectroscopy in the UV-vis region. The results showed that the graphite can be functionalized and is an alternative low-cost matrix for immobilization of ruthenium complexes.