Sintesi, caratterizzazione e proprietà ottiche non lineari dei complessi di basi di Schiff del ligando di rame (II) derivati ​​da 3

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 10988 (2023) Citare questo articolo

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Una nuova serie di complessi di Cu (II) è stata preparata utilizzando il ligando base di Schiff di N – N′- (1,2-difenil etano-1,2-diilidene) bis (3-nitrobenzoidrazide). Il ligando preparato e il complesso Cu (II) sono stati caratterizzati utilizzando varie indagini fisico-chimiche come la diffrazione di raggi X (XRD), la microscopia elettronica a scansione a emissione di campo (FESEM) e l'analisi a raggi X a dispersione di energia (EDX), l'infrarosso in trasformata di Fourier (FT -IR), \({}^{13}C\) risonanza magnetica nucleare (NMR), \({}^{1}H\) NMR, spettroscopia di riflettanza diffusa (DRS), magnetometro per campioni vibranti (VSM) e Tecnica Z-Scan (proprietà ottiche non lineari (NLO)). Inoltre, i campioni preparati sono stati esaminati per le loro caratteristiche NLO con l'aiuto dei calcoli della teoria del funzionale della densità che hanno dimostrato che il complesso Cu (II) è più polarizzato del ligando. Secondo i risultati XRD e FESEM, la natura nanocristallina dei campioni è confermata. Il legame metallo-ossido assegnato negli studi funzionali mediante FTIR. Gli studi magnetici dimostrano rispettivamente una debole natura ferromagnetica e paramagnetica per il complesso Cu (II) e una natura diamagnetica per il ligando. Lo spettro DRS ha mostrato una riflettanza più elevata per Cu (II) rispetto al ligando. Le energie band gap dei campioni sintetizzati sono state stimate utilizzando la relazione Tauc e la teoria Kubelka-Munk sui dati di riflettanza e sono risultate essere 2,89 eV e 2,67 eV per il complesso Cu (II) e il ligando, rispettivamente. Il coefficiente di estinzione e i valori dell'indice di rifrazione sono stati calcolati utilizzando il metodo Kramers-Kronig. La tecnica z-scan è stata applicata per stimare le proprietà NLO mediante un laser Nd:YAG da 532 nm.

Per la prima volta l'espressione "basi di Schiff" fu usata nel 1864, da quando Hugo Schiff, premio Nobel e scienziato, preparò la base di Schiff (Sb) attraverso una reazione di condensazione di funzionalità carbonilica (chetone o aldeide) e ammine primarie1 . Le basi di Schiff (Sbs) hanno ricevuto recentemente grande attenzione a causa della loro applicazione ottica nell'ottica non lineare (NLO)2, nella fluorescenza3, nell'elettroluminescenza4 e nelle applicazioni biologiche come le attività antibatteriche5. Con l'aiuto della maggior parte dei metalli di transizione, Sbs potrebbe facilmente creare un complesso stabile6. Come ligandi, gli Sbs sono utilizzati con successo nella chimica di coordinazione grazie all'ampio potenziale chelante della maggior parte degli ioni metallici e alla loro facile preparazione7. La basicità, la forza e lo sterico del gruppo azometinico influenzano la stabilità del complesso Sb8. Le basi di Schiff sono rinomate per le loro diverse applicazioni catalitiche e biologiche e rappresentano una classe di ligandi che presentano un ampio spettro di utilità nella chimica di coordinazione9. I derivati ​​​​della base di Schiff dei complessi dei metalli di transizione hanno raccolto notevole attenzione come catalizzatori di ossidazione per alcoli e alcheni grazie alla loro sintesi economica e facile, nonché alla loro notevole stabilità chimica e termica. I complessi metallici delle basi di Schiff sono considerati un tipo molto essenziale di composti organici, che hanno ampie applicazioni in vari aspetti biologici: antibatterici, antitumorali, antifungini, antitumorali, antitubercolari, leganti il ​​DNA, analgesici, antiossidanti e antivirali. proprietà10,11. Queste straordinarie applicazioni delle basi di Schiff hanno suscitato grande interesse nei complessi di Cu(II). Inoltre, è stato dimostrato che i complessi di rame (II) sono catalizzatori altamente efficaci per l'ossidazione dell'alcol benzilico12. I complessi di rame (II) sono stati preparati per il loro potenziale utilizzo in diverse applicazioni medicinali, tra cui attività citotossiche, antifungine, antibatteriche, fotoclivaggio del DNA, antitumorali, antitumorali e antiossidanti13,14,15. La frequenza, la polarizzazione, l'ampiezza e la fase del raggio ottico potrebbero essere influenzate dai materiali NLO. Inoltre, questi materiali presentavano una terza o una seconda suscettibilità ottica cruciale16. Per fornire materiali NLO, la base Schiff è la procedura più adatta17. L'NLO svolge un ruolo cruciale nei recenti miglioramenti tecnologici nella fisica del plasma18, nell'informatica quantistica19, nella generazione della seconda armonica20 e nel Q-switching21. Inoltre, i materiali NLO hanno applicazioni nella modulazione e commutazione ottica estremamente veloci22. Il metodo più diffuso per determinare le proprietà NLO nei materiali comprende Z-scan23, I-scan24 e accoppiamento a due raggi25. Rispetto ad altri metodi, lo Z-scan è stato ampiamente utilizzato per la sua elevata sensibilità e semplicità26. Nel 1989 Sheikh-Bahaei et al. ha espresso il metodo Z-scan per studiare le caratteristiche NLO dei materiali27. Inoltre questa tecnica, con l'ausilio di un fascio, può effettuare un'unica analisi sensibile sia per la rifrazione non lineare che per l'assorbimento non lineare contemporaneamente23. Applicando la tecnica Z-scan, possiamo avvicinarci all'elevata semplicità e precisione della suscettibilità di terzo ordine \(\left( {\chi^{(3)} } \right)\), assorbimento non lineare \(\left( { NLA,\beta } \right)\), e la rifrazione non lineare \(\left( {NLR,n_{2} } \right)\)28.