Sinteza, analiza structurală și designul polimerilor coordinativi ai zincului(II) și cadmiului(II) cu proprietăți fotoluminescente

Studiul polimerilor coordinativi (PC) este în prezent un domeniu de cercetare actual în chimia anorganică modernă, datorită proprietăților lor remarcabile, cum ar fi porozitatea ridicată, stabilitatea termică și chimică, precum și comportamentele specifice, inclusiv fotoluminescența, conductivitatea electrică și capacitatea de adsorbție selectivă. Prin selecția adecvată a blocurilor de asamblare, acești polimeri pot fi modelați pentru a evidenția anumite proprietăți.
Un factor important în sinteza PC este natura ionilor metalici și a agenților de coordinare utilizați. PC ai zincului și cadmiului sunt intens studiați, datorită nuclearității și poliedrelor de coordinare diverse, care pot manifesta activitate luminescentă, în funcție de factori sterici, electronici și de împachetare etc.
Compușii heterociclici cu azot sunt atractivi pentru dezvoltarea noilor polimeri coordinativi, iar 2,6-diacetilpiridina (dap) este o dialdehidă potrivită pentru sinteza dihidrazonelor cu multiple situ-suri de coordinare și pentru obținerea de compuși complecși metalici cu geometrii unice. Condensarea dap cu izoniazida, incluzând inelele piridinice, poate genera arhitecturi moleculare noi, oferind atomi donori suplimentari.
Polimerii coordinativi în baza acestor liganzi pot prezenta proprietăți fotoluminescente pronunțate datorită structurii aromatice și prezenței grupărilor carbonilice și azometinice, cu o potențiale absorbție a luminii. Coordinarea acestora cu ionii metalici de Zn(II) și Cd(II) conduce la amplificarea proprietăților fotoluminescente, datorită efectului de luminescență indus de cristal. Acești ioni pot favoriza transferul de sarcină de la ligand la metal și, prin urmare, emisia de fotoluminescență poate fi modulată în funcție de emisiile ligandului. Indiferent de mecanismul de luminescență care ar eloc în aceste sisteme, acești compuși sunt de interes pentru aplicții în calitate de detectori moleculare pe bază de luminescență pentru specii ionice, molecule toxice, poluanți ai mediului, LED-uri, tuburile fluorescente și termometre etc.
inând cont de cele expuse mai sus, în cadrul acestui proiect, vor fi stabilite condițiile de reacție și vor fi obținuți PC noi ai Zn(II) și Cd(II) în baza izoniazidei și 2,6-diacetilpiridinei. Se va studia influența naturii ionului metalic, a agentului de coordinare și a solventului asupra formării acestora.
PC vor fi caracterizați utilizând diverse metode fizico-chimice, inclusiv analiza elementală, spectroscopia IR, UV-Vis, RMN și difracția razelor X pe monocristal și pe pulbere.
or fi investigate proprietățile fotoluminescente ale compușilor obținuți cu ajutorul instalației pentru înregistrarea fotoluminiscenței (în colaborare cu cercetătorii din cadrul Institutului de Fizică Aplicată al USM).
Vor fi efectuate calculele teoretice pentru a studia proprietățile optice ale polimerilor de coordonare Zn(II) și Cd(II) pentru a analiza natura luminescenței în CPs , ceea ce poate duce la proiectarea și sinteza rațională a CPs dorite.
Pentru a studia proprietățile optice și a analiza natura luminescenței în PC ai Zn(II) și Cd(II) noi obținuți, vor fi efectuate calcule teoretice prin metoda DFT, ceea ce va permite de a proiecta și sintetiza rațional PC doriți.
Va fi realizat un studiu comprehensiv al relației ”structură-proprietăți fotoluminescente” în funcție de nuclearitatea compușilor, condițiile de sinteză, natura ionului metalic, agentul de coordinare și solventul.