Estudos electroquímicos e espectroscópicos de compostos orgânicos com potencial aplicação em óptica não-linear

Abstract

A investigação no domínio dos materiais moleculares, que apresentam propriedades de óptica não linear, tem-se mostrado de elevado interesse, devido às suas potenciais aplicações tecnológicas, tais como na indústria de telecomunicações, na tecnologia laser e no desenvolvimento de fibras ópticas. O objectivo deste trabalho consistiu no estudo das propriedades electrónicas de derivados de heterocíclicos, que devido às suas propriedades têm suscitado elevado interesse no campo da óptica não linear. Neste âmbito, estudaram-se derivados de piridazinas, derivados de ftalazinas e derivados de tiofenos, substituídos com diferentes grupos dador/aceitador. Esta tese foi dividida em três capítulos. No primeiro é apresentado o objectivo e pertinência do trabalho, os compostos estudados, a metodologia usada e a fundamentação das técnicas usadas. No capítulo dois é feita a apresentação dos resultados obtidos, da sua discussão e das conclusões. Finalmente, no terceiro capítulo é descrita a execução experimental. Numa primeira fase deste trabalho pretendeu-se avaliar a influência, dos diferentes grupos dador/aceitador, nas propriedades electroquímicas e espectroscópicas. No grupo dos derivados de tiofeno foi também estudada a influência do sistema conjugado π. Estes estudos foram realizados utilizando a técnica electroquímica de voltametria cíclica e a técnica de espectroscopia de UV-Vis. Estes estudos revelaram uma clara e directa influência, dos grupos substituintes, no potencial de redução e no valor de energia da banda de absorção máxima. Os potenciais de oxidação não são significativamente influenciados pelos grupos substituintes. Numa segunda fase do trabalho, usando a técnica de espectroscopia de UV-Vis com diferentes solventes, estudou-se o comportamento solvatocrómico dos derivados de heterocíclicos, dando ênfase ao estudo dos derivados de tiofeno. Os resultados mostraram que o valor de energia de absorção máxima destes compostos é influenciada pelo tipo de solvente usado.

The inquiry in the domain of the molecular materials, that present linear non optical properties, has revealed of raised interest, due to its potential technological applications, such as in the industry of telecommunications, laser technology and fibreoptic development. The objective of this work was to study compounds, substituted heterocycles, which present properties with potential application in non linear optics. Three types of compounds were studied, the derivatives of pyridazines, the derivatives of phthalazines and the derivatives of thiophenes. These compounds were substituted with different electron donor/acceptor groups. This dissertation was divided in three chapters. In the first one the objective and relevancy of the work were presented, the studied compounds, the used methodology and the used techniques. In chapter two results, their discussion and conclusions were presented. Finally, the experimental execution was described in chapter three. In the first part of this work it was intended to evaluate the influence, of the different electron donor/acceptor groups, in the electrochemical and spectroscopic properties. For thiophenes derivatives also the influence of the conjugated π system was studied. For these studies the electrochemical technique of cyclic voltammetry and the spectroscopic technique of UV-Vis were used. These studies had revealed a clear and direct influence, of the substitutes groups, in the potential of reduction and the value of the maximum absorption energy band. The oxidation potentials are not significantly influenced by the substitutes groups. In the second part of this work, using the spectroscopic UV-Vis with different pure solvent, the solvatochromic behaviour of the heterocycles derivatives was studied, specially the thiophenes derivatives, where the study was more exhausting. The results showed that the value of the maximum absorption energy band of these compounds depends on the solvent.