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dc.contributor.authorCastro, Caio Bezerra
dc.date.accessioned2023-11-22T12:47:14Z
dc.date.available2023-11-22T12:47:14Z
dc.date.issued2023-08-31
dc.identifier.citationCASTRO, Caio Bezerra. Reações redox catalisadas por complexos de cobre derivados de bases de Schiff: impactos do estado de oxidação e do ligante.. 2023. Tese (Doutorado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18932.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18932
dc.description.abstractIn this work, two series of Cu2+ complexes with Schiff base ligands derived from the amino acid L-Proline were synthesized and characterized, which are tridentate N,N,O (series 1) and tetradentate N,N,N,O (series 2). The complexes were applied in redox catalysis involving the transfer of protons and electrons using Nitrogenases as an inspirational model metalloenzyme. These enzymes have high reductive capacity due to metal ions in the active site that have easy modulation of the redox state and a strategically positioned network of amino acids active in proton transfer. In this regard, Cu2+ complexes act as functional mimetics, as they do not have structural similarity in relation to the active site of these metalloenzymes, but they can have a similar catalytic function. Two reactions were used as a study platform: the reductions of the substrates 1-azido-4-nitrobenzene to 1-amino-4-nitrobenzene and carbon dioxide. During the work, it was observed that the Cu2+ complexes were reduced to Cu1+ by the addition of sodium ascorbate as a sacrificial reducing agent in acetonitrile only, while the use of methanol as a reaction solvent did not allow the in situ reduction of the complexes. This behavior directly affected the catalytic performance of the complexes, as in the aprotic organic solvent a maximum value of TON = 6 was obtained while in the protic organic solvent TON values between 16 and 72 were obtained. Analysis of the reaction by Electronic Paramagnetic Spectroscopy at 77 K in methanol showed the presence of the Cu2+-phenoxyl species and studies with DMPO as a spin trap at 298 K showed the formation of the ascorbyl radical that remains in solution throughout the reaction, corroborating the radical reaction from the transfer of electrons from ascorbate to the azide substrate. The same complexes were also evaluated for reducing carbon dioxide, which were active only via the electrochemical route. The non-innocent redox nature of the ligands was relevant for the catalytic performance of the complexes, where a Metal-Assisted-Ligand-Centered reactivity was observed. From voltammetric studies, the TOFmax value was calculated to be 746 s-1 for the Cu2HP complex, considered the best catalyst. From Electrolysis under Controlled Potential it was possible to identify and quantify some reduction products such as HCOO- (format), CH3COOH (acetic acid) and CH3CH(OH)2 (hydrolyzed acetaldehyde) by analyzing the liquid fraction by 1H and 13C NMR and H2 (hydrogen) and CO (carbon monoxide) analyzing the gaseous fraction by GC-BID.eng
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectRedução eletroquímica do CO2por
dc.subjectRedução molecular de azidas orgânicaspor
dc.subjectGeração de Aminas orgânicaspor
dc.subjectLigantes bases de Schiffpor
dc.subjectComplexos de Cu2+por
dc.subjectMimetismo funcionalpor
dc.subjectElectrochemical CO2 reductioneng
dc.subjectMolecular reduction of organic azideseng
dc.subjectGeneration or organic amineseng
dc.subjectSchiff base ligandseng
dc.subjectCu2+ complexeseng
dc.subjectFunctional mimicryeng
dc.titleReações redox catalisadas por complexos de cobre derivados de bases de Schiff: impactos do estado de oxidação e do ligante.por
dc.title.alternativeRedox reactions catalyzed by copper complexes derived from Schiff bases: impacts of oxidation state and ligand.eng
dc.typeTesepor
dc.contributor.advisor1Marques Netto, Caterina Gruenwaldt Cunha
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8042236152815373por
dc.contributor.advisor-co1Rocha, Fillipe Vieira
dc.description.resumoNeste trabalho foram sintetizados e caracterizados duas séries de complexos de Cu2+ com ligantes bases de Schiff derivados do aminoácido L-Prolina, os quais são tridentados N,N,O (série 1) e tetradentados N,N,N,O (série 2). Os complexos foram aplicados em catálises redox que envolvem a transferência de prótons e elétrons usando as Nitrogenases como metaloenzima modelo de inspiração. Estas enzimas possuem alta capacidade redutiva em razão de íons metálicos no sítio ativo que possuem fácil modulação do estado redox e uma rede de aminoácidos posicionada estrategicamente atuante na transferência de prótons. Neste quesito, os complexos de Cu2+ atuam como miméticos funcionais, pois não possuem similaridade estrutural com relação ao sítio ativo dessas metaloenzimas, porém podem ter função catalítica semelhante. Duas reações foram utilizadas como plataforma de estudo: as reduções dos substratos 1-azido-4-nitrobenzeno a 1-amino-4-nitrobenzeno e dióxido de carbono. Durante o trabalho, observou-se que os complexos de Cu2+ foram reduzidos a Cu1+ pela adição de ascorbato de sódio como agente redutor de sacrifício apenas em acetonitrila, enquanto o uso de metanol como solvente de reação não permitiu a redução in situ dos complexos. Este comportamento afetou diretamente a performance catalítica dos complexos, pois no solvente orgânico aprótico foi obtido valor máximo de TON = 6 enquanto no solvente orgânico prótico foram obtidos valores de TON entre 16 e 72. A análise da reação por Espectroscopia Paramagnética Eletrônica a 77 K em metanol mostrou a presença da espécie Cu2+-fenoxil e estudos com DMPO como spin trap a 298 K mostrou a formação do radical ascorbila que se mantém em solução durante toda a reação, corroborando a reação radicalar a partir da transferência dos elétrons do ascorbato ao substrato azida. Os mesmos complexos também foram avaliados para redução do dióxido de carbono, os quais foram ativos somente pela via eletroquímica. A natureza redox não-inocente dos ligantes foi relevante para a performance catalítica dos complexos, onde foi observada uma reatividade Metal-Assisted-Ligand-Centered. A partir dos estudos voltamétricos calculou-se o valor de TOFmax sendo 746 s-1 para o complexo Cu2HP, apontado como o melhor catalisador. A partir da Eletrólise sob Potencial Controlado foi possível identificar e quantificar alguns produtos de redução como HCOO- (formato), CH3COOH (ácido acético) e CH3CH(OH)2 (acetaldeído hidrolisado) analisando a fração líquida por RMN 1H e 13C e H2 (hidrogênio) e CO (monóxido de carbono) analisando a fração gasosa por GC-BID.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICApor
dc.description.sponsorshipId141677/2019-8por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttps://lattes.cnpq.br/0836763426125555por
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0000-0003-0324-1339por


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