ÁREA: Materiais

TÍTULO: SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DOS COMPLEXOS METÁLICOS 2-AMINOTEREFTALATOS DE MANGANÊS E FERRO

AUTORES: Freitas de Almeida, C. (UFGD) ; Carlos de Andrade, R. (UFGD) ; Jose de Arruda, E. (UFGD) ; Ionashiro, M. (UNESP) ; Teodoro de Carvalho, C. (UFGD)

RESUMO: Foram sintetizados os compostos dos 2-aminotereftalatos de manganês e ferro, no estado sólido (ML2), onde M = metal, L o ligante. Os compostos sintetizados foram analisados por termogravimetria e análise térmica diferencial simultânea (TG-DTA), espectroscopia de absorção na região do infravermelho médio (FTIR) e termogravimetria acoplada a espectroscopia de absorção na região do infravermelho médio (TG-FTIR). Os resultados das análises termoanalíticas permitiram sugerir a relação estequiométrica metal/ligante, análise TG-FTIR os produtos liberados durante a decomposição térmica e FTIR dos compostos no estado sólido permitiu sugerir a forma como o ligante está coordenado ao metal.

PALAVRAS CHAVES: TG-DTA ; TG-FTIR; FTIR

INTRODUÇÃO: A utilização da síntese de compostos de coordenação tem sido, aplicada, em todos os campos da química de forma crescente nos últimos anos. A formação de um complexo permite mudanças nas propriedades física e química de um composto. Na medicina, por exemplo, a síntese de complexos metálicos utilizando antibióticos é uma alternativa estratégica para produção de medicamentos que sejam ativos em bactérias que tenham adquirido resistência as drogas, exibindo melhor atividade que os fármacos livres (Guerra, W. et al., 2011). O ácido conjugado do 2-aminotereftalato é um dos principais ácidos utilizados na síntese de termoplásticos devido sua capacidade de produzir polímeros de estrutura linear, boa flexibilidade, resistência á hidrólise e ter um preço acessível (Klein, C. F. D., 2009). O ligante 2-aminotereftalato, embora ainda, pouco estudado, já apresenta funcionalização na síntese de complexos para redução de gases do efeito estufa. Com isso, o desenvolvimento de estudos voltados á caracterização deste ligante tem uma determinada importância, uma vez que os produtos sintetizados a partir dele podem ser uma alternativa promissora na captura de CO2 e CH4 (BIZHEN, Y et. al., 2012).

MATERIAL E MÉTODOS: Os complexos 2-aminotereftalatos de manganês e ferro foram preparados no estado sólido, pela adição estequiométrica, lenta e sob agitação, da solução do 2-aminotereftalato de sódio (ligante) nas soluções de cloreto de manganês tetrahidratado e sulfato de ferro tetrahidratado. Os precipitados obtidos foram filtrados com papel de filtro Whatman no 42, lavados com água destilada até a eliminação dos íons sulfatos e cloretos, armazenados em frasco de vidro e mantidos em dessecador contendo cloreto de cálcio. As curvas TG-DTA foram obtidas no termoanalisador SDT 2960, da TA Instruments. A análise das amostras foram realizadas no intervalo de 30 – 1000 ºC, razão de aquecimento de 20 ºC min-1, atmosfera de ar seco, com fluxo de 100 mL min-1, cadinhos de α-alumina. O espectro de absorção na região do infravermelho médio (FTIR) foi obtido com emprego do espectrofotrômetro Nicolet iS10 FT-IR , usando um acessório ATR com janela de Ge, com resolução de 4cm-1, na região de 4000 – 700 cm-1. A detecção dos produtos gasosos foi feita usando um sistema analisador Mettler TG-DSC acoplado ao um espectômetro Nicolet com célula de gás e linha de transferência, ambas aquecidas a 250 ºC e 225 ºC, respectivamente. Os espectros de FTIR foram registrados a partir de 32 varreduras min-1 e resolução de 4 cm-1.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: Curvas TG-DTA para os compostos 2-aminotereftalatos de manganês (Fig. 1a) e ferro (Fig. 1b) mostram perdas de massa em quatro etapas consecutivas ou sobrepostas, sendo que, os produtos gasosos liberados em cada etapa foram identificados online por FTIR entre 4000 – 400 cm-1. Composto de manganês - primeira etapa de perda de massa na curva TG de 14,55 % e pico endotérmico na curva DTA em 216 ºC pode ser atribuída a perda do grupo (-NH3+Cl-) formado durante a síntese a partir do íon cloreto, remanescente cloreto de manganês, com o íon ziwitterion (NH3+(C6H3)-(COO-)2) do ligante. A segunda etapa com perda de massa de 56% e intenso pico na curva DTA em 436 ºC é atribuída a oxidação/combustão da matéria orgância, com liberação majoritária de dióxido de carbono (Fig. 2a), levando a formação de um resíduo estável, Mn3O4, o qual sofre redução, com perda de massa de 0,83% na curva TG com pico endotérmico na curva DTA em 932 ºC. Composto de ferro - a primeira etapa de perda de massa na curva TG de 9,24 % e pico endotérmico na curva DTA em 168 ºC é referente a saída de água adsorvida e grupo amino (Fig. 2b), uma vez que, esse composto foi sintetizado utilizando como precussor o sulfato de ferro hephidratado. As etapas seguintes consecutivas ou sobrepostas de perda de massa na curva TG de 59,90 % e picos exotérmicos na curva DTA são referentes a oxidação e combustão da matéria orgânica, obtendo como resíduo final, Fe3O4. FTIR - Através das diferenças de frequências de estiramento simétrico e assimétrico do íon carboxilato (DEACON et. al., 1980) em relação ao seu sal é possível sugerir, se o ligante coordena-se ao metal dos seguintes modos: unidentados, quelantes-bidentados e complexos em ponte. Com base nesses dados, sugere-se que os metais estão ligados ao 2-aminotereftalato de forma bidentada.

Fig. 1

Curvas TG-DTA

Fig. 2

Espectros FTIR

CONCLUSÕES: Os resultados das curvas TG-DTA forneceram informações sobre a composição estequiométrica (ML2) para ocomposto de manganês e ferro, onde M = manganês e ferro e L = 2-aminotereftalato. As análises online de FTIR mostrou que durante a decomposição térmica dos compostos, esses liberam principalmente dióxido de carbono como produto principal e uma pequena quantidade de água e amônia originada do grupo amino. A análise dos espectros de absorção na região do infravermelho médio possibilitou sugerir que o ligante coordena-se ao metal de forma bidentada.

AGRADECIMENTOS: UFGD, UNESP, CNPq

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: BIZHEN, Y.; DEYUN M.; XI, W.; ZHONG, L.; YINGWEI, L.; HUIMIN, L.; HUIMIN L.; DEHUA, H. A Microporous, moisture-stable, and amine-funtionalized metal-organic framework for highly selective separation of CO2 from CH4. Chem. Commun., 48 (2012) 1135.

DEACON, G. B.; PHILLIPS, R. J. 1980. Relationships between the carbon-oxygen stretching frequencies of carboxylato complexes and the type of carboxylate coordination. Coord. Chem. Rev., 33: 227 – 250.

GUERRA, W; ROCHA, D. P; PINTO, G. F; RUGGIERO, R; OLIVEIRA, C A. Coordenação de metais a antibióticos como uma estratégia de combate á resistência bacteriana. Instituto de Química, Universidade Federal de Uberlândia, Campus Santa Mônica, Bl. 1D, 38400- 902 Uberlândia – MG, Brasil . Quim. Nova. 34 (2011) 111.

KLEIN, C. F. D. Síntese e caracterização de Poliésteres termoplásticos. Dissertação realizada no Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de Materiais (PGETEMA). Porto Alegre Setembro, 2009-PUCRS.