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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.46.1989.tde-15092010-141355
Document
Author
Full name
Koiti Araki
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 1989
Supervisor
Committee
Toma, Henrique Eisi (President)
Iha, Neyde Yukie Murakami
Serra, Osvaldo Antonio
Title in Portuguese
Sintese e propriedades de novas porfirinas polimetaladas
Keywords in Portuguese
Complexos de rutênio
Porfirinas
Química supramolecular
Abstract in Portuguese
Metaloporfirinas que incorporam complexos ligados ao anel macrocíclico podem apresentar efeitos supramoleculare, mimetizando, por exemplo, sistemas fotossintéticos, em relação à capacidade de promover transferência eletrônica intramolecular fotoinduzida, e a enzima citocromo-c oxidase, em seu papel de catalisador multieletrônico na redução do oxigênio molecular. Em vista desta potencialidade, demos início ao estudo de uma nova série de porfirinas polinucleares derivadas da mesotetra(4-piridil)porfina, [4-TPyPJ, por meio da complexação dos resíduos de piridina com íons pentaaminrutênia ou etilenodiaminatetraacetato(rutenato). Porfirinas com três íons pentaaminrutênio e quatro íons Ru(edta) ligados às piridinas foram isolados e caracterizados, por meio de técnicas espectroscópicas e eletroquímicas. O espectro eletrônico dos complexos apresenta as bandas Soret, α e β características, na região do visíveL. Nas espécies reduzidas foi observada uma nova banda, consistente com a transição de transferência de carga RuII---› py, na faixa de 440-470 nm. Os estudos por meio de voltametria cíclica proporcionaram evidências diretas da ligação dos complexos de rutênio às piridinas. As ondas reversíveis observadas estão deslocadas anodicamente com relação ao potenciaL redox do aquo complexo. Foi estudado, também, o comportamento eletroquímico das porfirinas polimetaladas na presença de dimetilsulfóxido, o quaL é um sequestrante de íons [Ru(edta)(H2 O)] . Na presença de oxigênio molecular, foi observada uma intensa onda catalítica no voltamograma cíclico da ferro porfirina polimetalada, sendo a mesma quase coincidente com o potencial de redução do íon ferro. O comportamento eletroquímico é consistente com a redução do dioxigênio à água. Esta reação é auxiliada pelos quatro complexos de rutênio periféricos, os quais agem como fonte de elétrons , melhorando a eficiência catalítica por meio de interações supramoleculares.
Title in English
Synthesis and properties of new polymetalated porphyrins
Keywords in English
Porphyrins
Ruthenium complexes
Supramolecular chemistry
Abstract in English
Metalloporphyrins containing peripheral meta l complexes attached to the macrocyclic ring can exhibit an interesting supramolecular chemistry, modeling , for instance, photosynthetic systems in their ability to undergo intramolecular photocatalyzed electron transfer; and cytochrome-c oxidase , by acting as multielectron redox catalysts in the reduction of molecular oxygen. In view of its relevance , we have investigated a new series of polynuclear porphyrins derived from meso-tetra(4-pyridyl)porphyrin , [4-TPyP], by complexing the pyridine residues with ruthenium-ammines or ruthenium-EDTA íons. Typical species , containing three pentaammineruthenium (III) or four EDTA-ruthenium(III) ions attached to the porphyrin , were isolated and characterized based on spectroscopic and electrochemical techniques. The electronic spectra exhibited the characteristic Soret , α and β bands in the visible region. In the reduced species a new band , consistent with a Ru(II)-to-pyridine charge transfer transition , was detected in the 440-470 nm region. Cyclic voltammetry measuremen ts provided direct evidence of the attached ruthenium ions, displaying reversible waves, slightly shifted to less cathodic potentials with respect to the non-coordinated species. The electrochemical behaviour was also investigated in the presence of dimethyl sulfoxide , wich is a scavenger for RuII (edta)(H2 O) complex. In the presence of dioxygen, a strong catalytic wave was observed for the polymetallated iron-porphyrin , almost coinciding with the electrachemical wave for the iron centre. The electrochemical behaviour was consistent with the reduction of dioxygen to water, at the iron-porphyrin centre. The process is assisted by the four ruthenium(II) ions which act as a source of electrons, improving the catalytic efficiency by means of the supramolecular interactions.
 
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Publishing Date
2010-09-15
 
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