Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: VERIFICAÇÃO DE MUDANÇAS FORTES NAS PROPRIEDADES VIBRACIONAIS DOS COMPLEXOS ENTRE FTALIMIDA E RCOOH (R= -H, -CH3 E –C6H5) VIA ANÁLISE DOS ESPECTROS VIBRACIONAIS TEÓRICOS
AUTORES: Handrezy Silvério da Silva, H. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO) ; Lima, N.B. ()
RESUMO: Neste trabalho nós mostraremos como resultados obtidos a partir de espectros de
infravermelho teóricos podem indicar as principais mudanças que ocorrem nos modos
vibracionais dos estiramentos que estão diretamente envolvidos na ligação de
hidrogênio, de complexos envolvendo ftalimida e RCOOH (R= -H, -CH3 e –C6H5).
Nossos resultados mostraram que a complexação resultou em mudanças fortes nos
modos vibracionais O-H e N-H, onde os valores de frequência foram deslocados para
a região do vermelho e suas intensidades foram bastante aumentadas. A complexação
também ocasionou o acoplamento entre os grupos C=O dos ácidos carboxílicos e da
ftalimida, os quais estavam diretamente envolvidos na formação das ligações de
hidrogênio.
PALAVRAS CHAVES: ab initio; ligação de hidrogênio; Espectroscopia de IV
INTRODUÇÃO: Ligações de hidrogênio são interações energeticamente mais fracas quando
comparadas com ligações covalentes e iônicas. Por conta disto é difícil obter
sinais associados a esta interação em espectros de infravermelho. Entretanto, é
possível comprovar a existência das ligações de hidrogênio através das mudanças
nos modos vibracionais dos estiramentos que estão diretamente envolvidos nela. É
importante ressaltar que os valores de frequência destes modos vibracionais
podem ser deslocados para menores valores no espectro vibracional, sendo esta
variação conhecida como “redshift” bem como podem ser deslocadas para maiores
valores, sendo esta conhecida como “blueshift”. Teoricamente, cálculos ab initio
podem ser empregados para simular propriedades químicas e físicas de moléculas e
complexos, como por exemplo, o espectro vibracional de infravermelho[1-3].
Neste trabalho nós mostraremos como resultados obtidos a partir de espectros de
infravermelho teóricos podem indicar as principais mudanças que ocorrem nos
modos vibracionais dos estiramentos que estão diretamente envolvidos na ligação
de hidrogênio, de complexos envolvendo ftalimida e RCOOH (R= -H, -CH3 e –C6H5).
MATERIAL E MÉTODOS: Para realizar esse estudo, nós empregamos cálculos ab initio de orbitais
moleculares usando a teoria do funcional de densidade (DFT)[4] com o funcional
B3LYP[5] com o conjunto de funções base 6-31++G(d,p) através do programa de
química quântica computacional GAUSSIAN 03. Os espectros foram gerados através do
programa Gaussian View e processados pelo programa ORIGIN 6.0.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: De forma ilustrativa, a figura 1 apresenta três espectros de infravermelho
simulados teoricamente no nosso trabalho,(a) para o ácido benzoico,(b) para a
ftalimida e (c) para o complexo entre ftalimida e ácido benzoico
(Ftalimida···HOOCC6H5), através desta figura observamos que tanto o modo
vibracional do estiramento O-H quanto o modo vibracional N-H tiveram suas
frequências deslocadas para menores valores, bem como suas respectivas
intensidades de infravermelho com valores bem mais elevados.
A tabela 1 apresenta os valores dos deslocamento das frequências de
infravermelho dos estiramentos O-H e N-H em cm-1, e razão de suas respectivas
intensidades de infravermelho. Nossos resultados mostram que os estiramentos O-H
dos ácidos carboxílicos e N-H da ftalimida foram muito afetados pela
complexação. Estes resultados mostram que provavelmente há a existência de duas
possíveis ligações de hidrogênio entre a ftalimida e o ácido benzoico, uma vez
que ambos os modos vibracionais foram muito modificados após a complexação.
A tabela 2 apresenta os valores das frequências de infravermelho do estiramento
C=O da ftalimida que não está envolvido nas ligações de hidrogênio (C=O,r1), bem
como os valores das frequências dos estiramento C=O dos ácidos carboxílicos e do
estiramento C=O da ftalimida, os quais estão complexados (C=O,r2) e os valores
de suas respectivas intensidades de infravermelho.
Através da tabela 2 observamos que após a formação das ligações de hidrogênio há
a formação do acoplamento vibracional entre o grupamento C=O dos ácidos
carboxílicos e o grupamento C=O da ftalimida. Este acoplamento resulta em dois
modos vibracionais, sendo o primeiro associado ao movimento assimétrico e o
segundo associado ao movimento simétrico.
Figura 1
Espectro de infravermelho teórico (a) do ácido
benzoico, (b) da ftalimida e (c) do complexo
Ftalimida···HOOCC6H5.
CONCLUSÕES: Cálculos ab initio foram utilizados com sucesso para simular teoricamente
espectros de infravermelho de complexos entre ftalimida e RCOOH (R= -H, -CH3
e –C6H5). Nossos resultados mostraram que a complexação resultou em mudanças
fortes nos modos vibracionais dos estiramentos O-H e N-H, onde os valores das
frequências foram deslocados para a região do vermelho e suas intensidades foram
bastante aumentadas. A complexação também ocasionou o acoplamento entre os grupos
C=O dos ácidos carboxílicos e da ftalimida, os quais estavam diretamente
envolvidos na formação das ligações de hidrogênio.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem a PROPESQ/UFPE, DAE, CNPQ e FACEPE pelo suporte financeiro e
ao LQTC.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: [1] Nascimento, R. X. D.; Belarmino, M. K. D. L.; Lima, N. B.D., International Journal of Quantum Chemistry 112, (2012) 3147–3151
[2] Belarmino, M. K. D. L.; Lima, N. B.D., Ramos, M. N., International Journal of Quantum Chemistry 112 (2012) 3246–3251.
[3] Lima, N. B.D.; Ramos, M. N., Journal of Molecular Structure 1008 (2012) 29–34.
[4] A.D. Becke, J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.
[5] P. Geerlings, F. De Proft, W. Langenacker, Chem. Rev. 2003, 103,1793.