Síntese, caracterização e propriedades ópticas não lineares de complexos de bases de Schiff ligantes de cobre (II) derivados de 3

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 10988 (2023) Citar este artigo

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Uma nova série de complexos de Cu (II) foi preparada usando o ligante base de Schiff de N – N′- (1,2-difenil etano-1,2-diilideno) bis (3-Nitrobenzohidrazida). O ligante preparado e o complexo de Cu (II) foram caracterizados usando várias investigações físico-químicas, como difração de raios X (XRD), microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (FESEM) e análise de raios X por energia dispersiva (EDX), infravermelho por transformada de Fourier (FT -IR), \({}^{13}C\) Ressonância Magnética Nuclear (NMR), \({}^{1}H\) NMR, Espectroscopia de Refletância Difusa (DRS), Magnetômetro de Amostra Vibrante (VSM) e Técnica Z-Scan (propriedades ópticas não lineares (NLO)). Além disso, as amostras preparadas foram examinadas quanto às suas características NLO com a ajuda dos cálculos da Teoria do Funcional da Densidade que provaram que o Complexo Cu (II) é mais polarizado que o Ligante. De acordo com os resultados de XRD e FESEM, a natureza nanocristalina das amostras é confirmada. A ligação óxido metálico atribuída nos estudos funcionais por FTIR. Estudos magnéticos demonstram natureza ferromagnética e paramagnética fraca para o complexo Cu (II) e natureza diamagnética para o ligante, respectivamente. O espectro DRS exibiu maior refletância para Cu (II) do que para o ligante. As energias de band gap das amostras sintetizadas foram estimadas empregando a relação Tauc e a teoria de Kubelka-Munk nos dados de refletância e foram de 2, 89 eV e 2, 67 eV para o complexo e ligante de Cu (II), respectivamente. Os valores do coeficiente de extinção e do índice de refração foram calculados usando o método Kramers-Kronig. A técnica z-scan foi aplicada para estimar as propriedades do NLO por um laser Nd:YAG de 532 nm.

Pela primeira vez, a expressão “bases de Schiff” foi utilizada em 1864, desde que Hugo Schiff, ganhador do Prêmio Nobel e cientista, preparou a base de Schiff (Sb) através de uma reação de condensação de funcionalidade carbonila (cetona ou aldeído) e aminas primárias1 . As bases de Schiff (Sbs) receberam grande atenção recentemente devido à sua aplicação óptica em óptica não linear (NLO)2, fluorescência3, eletroluminescência4 e aplicações biológicas como atividades antibacterianas5. Com a ajuda da maioria dos metais de transição, o Sbs poderia facilmente criar um complexo estável6. Como ligantes, os Sbs são utilizados com sucesso na química de coordenação devido ao amplo potencial quelante da maioria dos íons metálicos e à sua fácil preparação . A basicidade, a força e a estérica do grupo azometina afetam a estabilidade do complexo Sb8. As bases de Schiff são conhecidas por suas diversas aplicações catalíticas e biológicas, representam uma classe de ligantes que exibem um amplo espectro de utilidade em química de coordenação . Os derivados de bases de Schiff de complexos de metais de transição têm atraído considerável atenção como catalisadores de oxidação para álcoois e alcenos devido à sua síntese fácil e barata, bem como à sua notável estabilidade química e térmica. Os complexos metálicos de bases de Schiff são considerados um tipo muito essencial de compostos orgânicos, que têm extensas aplicações em vários aspectos biológicos antibacterianos, antitumorais, antifúngicos, anticâncer, antituberculose, ligação ao DNA, analgésico, antioxidante e antiviral. propriedades10,11. Essas tremendas aplicações das bases de Schiff proporcionaram um grande interesse em complexos de Cu(II). Além disso, demonstrou-se que os complexos de cobre (II) são catalisadores altamente eficazes para a oxidação do álcool benzílico . Complexos de cobre (II) foram preparados para sua utilização potencial em diversas aplicações medicinais, incluindo atividades citotóxicas, antifúngicas, antibacterianas, fotoclivagem de DNA, anticancerígenas, antitumorais e antioxidantes . A frequência, polarização, amplitude e fase do feixe óptico podem ser afetadas pelos materiais NLO. Além disso, esses materiais apresentavam uma terceira ou segunda suscetibilidade óptica crucialmente grande . Para fornecer materiais NLO, a base de Schiff é o procedimento mais adequado17. A NLO desempenha um papel crucial nas recentes melhorias tecnológicas na física dos plasmas18, na computação quântica19, na geração de segunda harmónica20 e na comutação Q21. Além disso, os materiais NLO têm aplicações em modulação e comutação óptica extremamente rápidas . O método mais popular para determinar as propriedades NLO em materiais inclui Z-scan23, I-scan24 e acoplamento de dois feixes25. Comparado com outros métodos, o Z-scan foi amplamente utilizado devido à sua alta sensibilidade e simplicidade26. Em 1989, Sheikh-Bahaei et al. expressaram o método Z-scan para estudar as características NLO dos materiais27. Além disso, esta técnica, com a ajuda de um feixe, pode fazer uma única análise sensível tanto para refração não linear quanto para absorção não linear ao mesmo tempo23. Ao aplicar a técnica de varredura Z, podemos nos aproximar da alta simplicidade e precisão da suscetibilidade de terceira ordem \(\left( {\chi^{(3)} } \right)\), absorção não linear \(\left( { NLA,\beta } \right)\), e refração não linear \(\left( {NLR,n_{2} } \right)\)28.