Síntesis y estudio fisicoquímico de complejos de erbio formados con el ligante derivado quinolínico base de Schiff biterbutilado

Abstract

Se sintetizaron tres compuestos a partir del ligante QBSchiff-bit-(OH)2 (L2) y la sal de erbio (ErCl3.6H2O) en diferentes estequiometrias y en medio acuo-orgánico (agua-etanol). Los complejos sintetizados son: 1Er:1L2 (complejo 1), 1Er:2L2 (complejo 2) y 1Er:3L2 (complejo 3). El rendimiento de las reacciones fue del 70%.

Los complejos obtenidos se caracterizaron mediante diferentes técnicas, tales como UV-Vis, AE, AxAN, IR, TGA/DSC, RMN, Espectrometría de masas (ESI-MS). Se estudiaron por Luminiscencia a temperatura del ambiente y a baja temperatura. Se estudiaron las propiedades magnéticas del complejo 1 a temperatura variable y campo fijo y a 2 K y 300 K a campo variable. Para el complejo 1, se encontró la fórmula mínima ErC39.5H54.5N3O7Cl2Na0.5 que corresponde a [C24H26N2O2ErOH((H2O)3C15H21NO]•1/2CHCl3•1/2NaCl, esto indica que la carga del ion metálico es neutralizada por las dos cargas 2(O-) del ligante coordinado y un ion hidroxilo coordinado, tres moléculas de agua y una molécula de 5,7-di-ter-butilbencioxazol (bencioxazol) están también coordinadas al erbio, resultando un número de coordinación (NC) de 9; para el complejo 2, se encontró una fórmula mínima ErC63H74N5O5Na que corresponde a [C48H53N4O4ErNa(C15H21NO)], la carga del ion metálico es neutralizada por 3 cargas 2(O-) de los dos ligantes coordinados y la carga negativa restante de un ligante es neutralizada con un ion Na+, además una molécula de bencioxazol está coordinada también al erbio, resultando un NC de 9. Para el complejo 3, se encontró una fórmula mínima ErC72H80N6O7Na3 que corresponde a [C72H78N6O6ErNa3H2O], la carga del ion metálico es neutralizada por tres cargas (O-) de los tres ligantes coordinados y las otras cargas negativas restantes de los ligantes son neutralizadas por tres iones Na+, la molécula de agua también está coordinada al erbio. Esto resultaría en un NC de 13. A pesar de que los iones lantánidos por su naturaleza no direccional pueden expandir su NC incluso hasta 14 y que el compuesto fue soluble en solvente no polar como el ciclohexano (indicativo de complejo neutro con todos los ligantes coordinados) no fue posible confirmar ese número de coordinación.

La técnica ESI-MS indicó que los tres complejos obtenidos eran diméricos, las unidades monoméricas en el caso de los complejos 1 y 3 se unieron por enlace de hidrógeno entre moléculas de agua coordinadas al erbio de cada unidad y en el caso del 2, mediante el grupo fenol del grupo quinolínico (fenolato reprotonado) formando enlace de hidrógeno con la otra unidad monomérica. Esto se reflejó en los espectros de RMN de hidrógeno. Universidad Autónoma del Estado de México

ii

Los tres complejos presentaron en sus espectros de UV-Vis, una banda de trasferencia de carga del ligante al metal, TCLM (entre 500 y 600 nm). Sin embargo, la luminiscencia de los tres complejos de erbio fue muy baja.

El comportamiento magnético particular del complejo 1 dimérico y su momento magnético a 300 K tan bajo, no corresponden al esperado para un complejo dimérico dinuclear de Er3+ de acuerdo a la literatura reciente. Estos son muy bajos para considerar que su magnitud se deba únicamente al efecto antiferromagnético. Esto se demuestra a temperatura del helio líquido donde el efecto anterior y/o despoblación de los niveles magnéticos debido a su desdoblamiento por efecto de campo cristalino no son la única causa pues son demasiado bajos para una especie dimérica. Por esto y su baja luminiscencia se sugiere que hay una cierta reducción del ion Er3+ a Er2+ lo cual indica que en los tres complejos, el o los ligantes coordinados al erbio sí transfieren energía luminosa al ion erbio pero que a la vez hay transferencia electrónica capaz de apagar o disminuir la luminiscencia por el efecto reductor de la TCLM sobre el erbio trivalente a erbio divalente, el erbio divalente no emite en la región visible.