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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Estudo teórico das reações de eletropolimerização dos ácidos 3- hidroxifenilacético e 3-hidroxibenzóico e caracterização experimental do poli (ácido-3-hidroxibenzóico)
Other Titles: Theoretical study of the electropolymerization reaction of 3- hydroxyphenylacetic acids and 3-hydroxybenzoic and experimental characterization of poly (3-hydroxybenzoic acid)
metadata.dc.creator: Ferreira, Deusmaque Carneiro
metadata.dc.contributor.advisor1: Madurro, João Marcos
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Abrahão Júnior, Odonírio
metadata.dc.contributor.advisor-co2: Madurro, Ana Graci Brito
metadata.dc.contributor.referee1: Oliveira, Aline Carlos de
metadata.dc.contributor.referee2: Galembeck, Sérgio Emannuel
metadata.dc.description.resumo: Neste trabalho foi feito o estudo teórico do mecanismo de polimerização dos ácidos 3-hidroxifenilacético (3-HFA) e 3-hidroxibenzóico (3-HBA) e caracterização do material polimérico obtido na eletropolimerização do 3-HBA. A partir da modelagem molecular do 3-HFA e intermediários, análise das propriedades derivadas da estrutura eletrônica, foi possível propor um mecanismo para a principal reação de eletropolimerização esperada para o 3-HFA. O carbono 6 apresentou o maior aumento no valor de carga parcial, mediante aos processos de oxidação do 3-HFA para formar o cr3-HFA seguido da desprotonação deste para originar o r3-HFA. O emparelhamento deve ocorrer entre o SOMO beta do cr3-HFA e o SOMO alfa do r3-HFA formando a ligação éter observada no IR experimental. Também foi investigada a eletropolimerização do 3-HBA em três diferentes valores de pH (0,5; 7,0; 12), sendo possível constatar que em meio ácido a formação do material eletroquimicamente ativo é mais evidenciada. O estudo das propriedades elétricas por voltametria cíclica utlizando sondas aniônicas e catiônicas revelou que o filme formado apresenta estrutura aniônica. O 3-HBA e o poli (3-HBA) foram caracterizados por técnicas espectroscópicas (FTIR, UV/Vis, Fluorescência), análises térmicas (TGA e DTA) e análises estruturais (DRX e MEV). Os espectros de FTIR demonstraram que os grupos funcionais são preservados na estrutura do polímero alem de evidenciar o surgimento do grupo éter na estrutura do polímero. A análise do UV/Vis revelou um alargamento das bandas e aumento na extensão de absorção do polímero na região do visível, isso comprova a extensão da conjugação na estrutura polimérica.Os difratogramas obtidos para o monômero e polímero são característicos de estruturas cristalinas. A partir do estudo da estrutura eletrônica do 3-HBA e intermediários propusemos um mecanismo para a principal reação de eletropolimerização para o 3-HBA,em que, o carbono 6 de forma similar ao 3-HFA, deve ser atacado e o emparelhamento deve ocorrer entre o SOMO beta do cr3-HBA com o SOMO alfa do r3-HBA, menor gap energético, formando um poliéter conforme elucidado nos espectros de FTIR. A propagação da reação ocorre através do emparelhamento de radicais formados a partir da oxidação e desprotonação do monômero com cátions radicais oriundos da oxidação dos oligômeros formados.
Abstract: This work reports the theoretical study of the mechanism of polymerization of 3-hydroxyphenylacetic acids (3-HPA) and 3-hydroxybenzoic acid (3-HBA) and characterization of polymeric material obtained in the electropolymerization of 3-HBA.From the molecular modeling of 3-HPA and intermediates, analysis of the properties derived from the electronic structure, it was possible to propose a mechanism for the electropolymerization reaction. Carbon-6 presents the higher increase in the amount of partial charge, through the processes of 3-HPA oxidation to form cr3-HPA deprotonation followed by this lead to the r3-HPA. The pairing should occur between the SOMO beta of cr3-HPA and SOMO alpha r3-HPA forming the ether bond observed in the experimental IR. We also investigated the electropolymerization of 3-HBA in three different pH values (0.5, 7.0, 12), and you can see that in an acid medium the formation of electrochemically active material is more evident. The study of electrical properties by cyclic voltammetry utlize cationic and anionic probes revealed that the film formed has anionic structure. The 3-HBA and poly (3-HBA) were characterized by spectroscopic techniques (FTIR, UV/Vis, fluorescence), thermal analysis (TGA and DTA) and structural analysis (DRX and MEV). The FTIR spectra showed that the functional groups are preserved in the polymer structure and also highlights the emergence of the ether group in the polymer structure. The analysis of UV/Vis revealed a band broadening and increased extent of absorption of the polymer in the visible region, indicating the extent of conjugation in the polymer structure. The diffractograms obtained for the monomer and polymer are characteristic of crystalline structures. Based on the studies of the electronic structure of 3-HBA and intermediaries, a mechanism for the electropolymerization reaction was proposed, in which the carbon 6, similarly to 3-HPA, should be attacked and the pairing should occur between the SOMO beta of cr3-HBA with the SOMO alpha r3-HBA, the lower energy gap, forming a polyether as elucidated in the FTIR spectra. The propagation of the reaction occurs through the pairing of radicals from the oxidation and deprotonation of the monomer with cation radicals from oxidation of the oligomers formed.
Keywords: Ácido 3-hidroxibenzóico
Ácido 3-hidroxifenilacético
Modelagem molecular
Eletropolimerização
Molecular modeling
Electropolymerization
Polímeros condutores
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Ciências Exatas e da Terra
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Química
Citation: FERREIRA, Deusmaque Carneiro. Theoretical study of the electropolymerization reaction of 3- hydroxyphenylacetic acids and 3-hydroxybenzoic and experimental characterization of poly (3-hydroxybenzoic acid). 2011. 127 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2011.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17345
Issue Date: 18-Aug-2011
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