CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Os resultados apresentados neste trabalho envolvem a sÃntese de compostos de coordenaÃÃo contendo fosfinas e ligantes redox ativos (ligantes nÃo-inocentes) na esfera de coordenaÃÃo do rutÃnio. Este trabalho està inserido em uma linha de pesquisa do Grupo de BioinorgÃnica que visa, como objetivo final, a aplicaÃÃo dos compostos isolados na catÃlise de reaÃÃes de hidrogenaÃÃo. Durante o desenvolvimento das atividades de doutorado, perÃodo de marÃo de 2010 a janeiro de 2015, foram sintetizados seis (06) compostos inÃditos na literatura, um dos quais sendo classificado como complexo precursor, [RuIICl2(binap)(PPh3)], onde binap = 2,2′-bis(difenilfosfina)-1,1′-dinaftaleno. Todos estes compostos foram caracterizados por ressonÃncia magnÃtica nuclear de fÃsforo (RMN 31P{1H}), anÃlise elementar e espectroscopias vibracional na regiÃo do infravermelho e eletrÃnica nas regiÃes do ultravioleta e visÃvel. A despeito das diversas tentativas de formaÃÃo de cristais dos complexos isolados, apenas o composto trans-[RuIICl2(dppb)(opda-Clcat)], onde dppb = 1,4-bis(difenilfosfina)butano e opda-Clcat = 4-cloro-1,2-fenilenodiamina, forneceu cristais passÃveis de anÃlise por difraÃÃo de raios X. A partir dos resultados obtidos durante o perÃodo citado, dois trabalhos foram publicados em periÃdicos indexados (Polyhedron 2010, 29, 3349â3354 e Polyhedron 2012, 31, 104â109) e cinco trabalhos foram apresentados em congressos nacionais e internacionais. Os espectros de RMN 31P{1H} dos compostos sintetizados apresentaram um Ãnico sinal indicando que os Ãtomos de fÃsforo ocupam posiÃÃes equivalentes e trans aos Ãtomos doadores dos ligantes nÃo-inocentes. Apenas o composto trans-[RuIICl2(dppb)(opda-Clcat)] apresentou um dubleto de dubleto que foi atribuÃdo à assimetria do ligante opda-Cl, sendo confirmado pelos dados de difraÃÃo de raios X. Os dados de espectroscopia eletrÃnica indicaram o estado oxidado dos ligantes o-fenilÃnicos apÃs coordenaÃÃo ao centro metÃlico sendo possÃvel, portanto, a observaÃÃo de interaÃÃes de retrodoaÃÃo. Os ensaios de atividade catalÃtica foram monitorados por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massa utilizando a reaÃÃo padrÃo de hidrogenaÃÃo da molÃcula de acetofenona ao Ãlcool 1-feniletanol. AlÃm dos complexos originalmente apresentados nesta tese, [RuIICl2(binap)(PPh3)](1), trans-[RuIICl2(binap)(opda-Clcat)](2), trans-[RuIICl2(binap)(fenantq)](3), trans-[RuIICl2(PPh3)2(opdaq)](5) e trans-[RuIICl2(PPh3)2(fenantq)](6), onde fenantq e opdaq sÃo, respectivamente, 9,10-fenantrequinona e 1,2-fenilenodiamina, tais ensaios foram, tambÃm, realizados com compostos previamente sintetizados durante a dissertaÃÃo de mestrado e por outros membros do Grupo de BioinorgÃnica, resultando em um total de vinte (20) catalisadores estudados. Destes complexos, dois foram estudados em condiÃÃes heterogÃneas apÃs imobilizaÃÃo sobre esferas hÃbridas de sÃlica/quitosana. Dentre os sistemas estudados, os complexos trans-[RuIICl2(dppb)(Quinone)](10), cis-[RuIICl2(dppb)(opda-Clq)](13), trans-[RuIICl2(dppb)(tabq,cat)](15) e cis-[RuIICl2(dppb)(tabq,cat)](16), onde tabq,cat = 3,3â,4,4â-tetraaminobifenil, apresentaram os mais altos valores de conversÃo (> 90%) em todas as condiÃÃes analisadas. Os valores de conversÃo observados para os sistemas heterogÃneos, ~ 60%, embora menores que aqueles calculados para os sistemas homogÃneos em condiÃÃes similares, nÃo representam desvantagem, uma vez que implicam na reduÃÃo da etapa de separaÃÃo. Os compostos que apresentaram maiores valores de conversÃo em meio homogÃneo apresentam, em comum, a presenÃa de ligantes nÃo-inocentes no estado oxidado. Essa observaÃÃo indica a presenÃa de efeitos sinÃrgicos que influenciam na afinidade do substrato, a citar: (i) aumento da acidez de Lewis do metal pela oxidaÃÃo do ligante e (ii) funÃÃo de reservatÃrio de densidade eletrÃnica do ligante redox ativo que permitir o metal estocar (doar) densidade eletrÃnica no (para o) ligante durante as etapas elementares do ciclo catalÃtico, evitando a localizaÃÃo excessiva de carga sobre o metal. / The results presented in this thesis involve the synthesis of coordination compounds containing phosphine ligands and redox active (non-innocent ligands) in the ruthenium coordination sphere. This work is part of a research line of Bioinorganic Group research aimed, as the ultimate goal, the application of the isolated compounds in catalysis of hydrogenation reactions. During the development of PhD activities, from March 2010 to January 2015, six compounds (06) unpublished in the literature were synthesized; one of which being classified as a precursor complex, [RuIICl2(binap)(PPh3)], where binap = 2,2′-bis(diphenylphosphine)-1,1′-dinaphthalene. All of these complexes were characterized by means of phosphorous nuclear resonance magnetic (RMN 31P{1H}), elemental analysis, infrared spectroscopy and electronic spectroscopy in the ultraviolet and visible regions. Despite several attempts to produce crystals of the synthesized compounds, only the trans-[RuIICl2(dppb)(opda-Clcat)] complex, where dppb = 1,4-bis(diphenylphosphine)butane and opda-Clcat = 4-cloro-1,2-phenylenediamine, yielded suitable crystals for determination of X-ray structure. From the results obtained during the cited time, two papers were published in indexed journals ((Polyhedron 2010, 29, 3349â3354 and Polyhedron 2012, 31, 104â109) and five works were shown in national and international meetings. The RMN 31P{1H} spectra of the isolated compounds presented only one signal indicating that the phosphorous atoms lie in equivalent positions and trans in relation to the donor atoms of the non-innocent ligands. For the trans-[RuIICl2(dppb)(opda-Clcat)] complex, however, a dublet of dublet was observed and was assigned to the assimetry of the opda-Cl moiety, which was confirmed by X ray diffraction. The electronic spectroscopic data indicated the oxidized state of the o-phenylene ligands upon coordination to the metal atom thus making possible the back-bonding interaction. The catalytic activity assays were monitored by gas chromatography coupled to mass spectrometry using the standard hydrogenation reaction of the alcohol molecule acetophenone to 1-phenyl ethanol. In addition to the complex originally presented in this thesis, [RuIICl2(binap)(PPh3)](1), trans-[RuIICl2(binap)(opda-Clcat)](2), trans-[RuIICl2(binap)(fenantq)](3), trans-[RuIICl2(PPh3)2(opdaq)](5) and trans-[RuIICl2(PPh3)2(fenantq)](6), where fenantq and opdaq are, respectively, 9,10-phenanthraquinone and 1,2-phenylenediamine, such assays were also carried out for compounds which were previously synthesized during the master course and by other researchers of the Bioinorganic Group resulting resulting in a total of twenty (20) studied catalysts. Among these complexes, two were studied in heterogeneous condition upon immobilization on hybrid spheres of silica chitosan. By accounting for all the studied conditions, the highest values of conversion (> 90%) were observed for trans-[RuIICl2(dppb)(Quinone)](10), cis-[RuIICl2(dppb)(opda-Clq)](13), trans-[RuIICl2(dppb)(tabq,cat)](15) and cis-[RuIICl2(dppb)(tabq,cat)](16), where tabq,cat = 3,3â,4,4â-tetraaminobiphenyls. The values of conversion observed for the heterogeneous systems, c.a. 60%, although lower than those calculated for the homogeneous systems under similar conditions, do not constitute a disadvantage, since separation step is no longer needed. The compounds that showed the higher conversion values in homogeneous medium feature in common the presence of non-innocent ligands in the oxidized state. This observation indicates, very probably, two synergistic effects which influence the affinity of the substrate: (i) the increase of the Lewis acidity of the metal by the oxidation of the ligand and (ii) the function of electron density reservoir of the redox active ligand that allows the metal to store (donate) electron density from (to) the ligand during the elementary steps of the catalytic cycle by preventing excessive charge density on the metal.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:10711 |
| Date | 27 February 2015 |
| Creators | Thiago dos Santos Francisco |
| Contributors | Izaura Cirino Nogueira DiÃgenes, Adonay Rodrigues Loiola, Francisco Wagner de Sousa, Jackson Rodrigues de Sousa, Marcelo Oliveira Santiago |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em QuÃmica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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