Estudo complexação da 8-hidroxi-5-sulfoxiquinolina com os metais alumínio e gálio em solução aquosa

Abstract

Uma área de interesse crescente e em contínua ascensão, é o desenvolvimento de compostos que respondam, selectivamente, a iões metálicos e que sejam passíveis de utilização em sensores. Neste trabalho, utilizaram-se diferentes técnicas para o estudo da complexação da 8-Hidroxi-5-Sulfoxiquinolina (8-HQS) com os iões Ga3+ e Al3+ em solução aquosa. Os iões metálicos de gálio e de alumínio formam três complexos com a 8-HQS, nomeadamente, os complexos 1:1, 1:2 e 1:3, cuja formação ocorre numa gama de valores de pH 3-4 para o gálio e 5-6 para o alumínio. De acordo com os cálculos de DFT realizados, os complexos de 1:3 de gálio e de alumínio apresentam uma geometria octaédrica em torno do centro metálico e com possibilidade de formação de dois isómeros: o isómero mer e o isómero fac. Os resultados, à semelhança da literatura, mostram que a 8-HQS livre em solução aquosa apresenta uma banda de fluorescência muito fraca, o que não se verifica na complexação com os metais em estudo: o gálio e o alumínio. Neste caso, os complexos apresentam uma banda intensa de fluorescência. Esta característica da 8-HQS permite que esta seja usada como um sensor luminescente sensível para a determinação dos iões metálicos de gálio e de alumínio. Com o desenvolvimento destes sensores será então possível detectar iões com concentrações na ordem dos 100 μM (no caso de Al(III) valor muito inferior ao referenciado na legislação portuguesa para as águas de consumo) sendo assim possível aplicar este estudo na detecção de metais em águas de consumo. A estabilidade térmica e a boa fluorescência dos complexos de gálio e de alumínio, com razão molar metal:ligando de 1:3, faz destes complexos candidatos a componentes de dispositivos optoelectrónicos (OLED). A combinação das técnicas de Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (tais como, RMN de 1H, 13C, 71Ga e 27Al), Espectroscopia de Absorção UV/Visível e de Fluorescência, estudos de DFT, Decaimento de Fluorescência e estudos do estado tripleto, utilizando Flash Photolysis e rendimentos de formação do oxigénio singuleto, permitiu a caracterização estrutural e pormenorizada destes sistemas