Design de novos derivados da ftalocianina de zinco para emprego em óptica não-linear

AUTOR(ES)

Diesley Martins da Silva Araújo

FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

15/02/2012

RESUMO

O presente trabalho tem como objetivo a proposição, por Engenharia Molecular, de derivados da Ftalocianina de Zinco com características desejáveis para aplicação em fotônica. Para caracterizar esses compostos, foi empregado um estudo teórico, incluindo estrutura eletrônica, geometria, energia dos estados, transições eletrônicas e algumas propriedades fotofísicas e ópticas não-lineares (ONL). Os três derivados em estudo foram propostos visando introduzir grupos periféricos na ftalocianina de Zinco de modo a englobar uma gama de diferentes grupos push-pull. O primeiro composto, α-dietilamino-β-nitro-ftalocianina de zinco (1), tem grupos estericamente menores os quais possuem deslocalização eletrônica relativamente moderada. O segundo composto, β-(n-butóxi)-dinitrofenil-etinil (2) ftalocianina de zinco, possui grupos volumosos e com maior capacidade de promover a deslocalização eletrônica no macrociclo. Finalmente, o terceiro, α-sulfonila-β-amônio ftalocianina de zinco (3), possui grupos com carga como substituintes periféricos, o que confere à molécula elevada possibilidade de se polarizar. O estudo revelou que há uma maior participação dos orbitais HOMO e LUMO na primeira transição eletrônica, e que esses orbitais exibem uma deslocalização de densidade eletrônica do grupo doador para as extremidades aceptoras de elétrons. O composto (2) apresentou um deslocamento para o vermelho nessa transição (μMÁX= 743,99 nm) quando comparado aos outros dois, evidenciando uma participação efetiva dos substituintes adicionados no processo de deslocalização eletrônica. Para todos os derivados, o momento de dipolo estimado para o primeiro estado excitado foi maior do que o valor apresentado para esses compostos no estado fundamental. O derivado (2) apresentou maior alteração, com um valor de μS1 cerca de 6% maior que μS0. Dentre os parâmetros óptico não-lineares, o derivado (3) apresentou os menores valores de polarizabilidade (α) e primeira hiperpolarizabiliade (β), apesar de possuir os maiores valores de momento de dipolo. Os resultados apontam que o derivado (2) exibe propriedades promissoras para aplicação em ONL. Entretanto, estudos futuros poderão revelar com maior precisão qual a real aplicabilidade desse derivado em tecnologias fotônicas.

ASSUNTO(S)

ftalocianina de zinco Óptica não-linear (onl) polarizabilidade primeira hiperpolarizabilidade momento de dipolo quimica zinc phthalocyanine nonlinear optics (nlo) first hyperpolarizability polarizability dipole moment

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