Síntese e caracterização de plataforma baseada em rede metalorgânica UiO-66-NH2 e derivado de calix[4]areno para detecção fluorescente de Fe3+

Abstract

Os calixarenos são macromoléculas cíclicas formados pela condensação de unidades fenólicas em meio alcalino. A cavidade da molécula possibilita a formação de complexos do tipo hóspede-hospedeiro e potencial aplicação como sensores fluorescentes. As redes metalorgânicas são uma classe de materiais com elevada área superficial, tamanho de poro ajustável, e diversidade estrutural. Tais características tornam interessante a aplicação desses materiais em sensoriamento, catálise, entrega de fármacos, estocagem de gases, entre outras. Através de funcionalização adequada, outros materiais podem ser incorporados à rede metalorgânica conferindo propriedades adicionais. O objetivo do trabalho é a síntese de uma plataforma à base de p-terc-butilcalix[4]areno-tetra-ácido (CALIX) e a MOF UiO-66-NH2, com potencial aplicação como sensor fluorescente. O p-terc-butilcalix[4]areno-tetra-ácido foi sintetizado através da esterificação seguida de hidrolise básica do p-terc-butilcalix[4]areno com rendimento de 90%. A MOF UiO-66-NH2 foi sintetizada via método solvotérmico a partir do ligante ácido 2-aminotereftálico e cloreto de zircônio. A plataforma CALIX@UiO-66-NH2 foi obtida através da ligação entre os grupos aminos da MOF com os grupos carboxílicos CALIX. Os materiais foram caracterizados por RMN 1H, FTIR, DRX, TGA e fluorescência. A análise de RMN 1H apresentou os sinais característicos para o CALIX sugerindo sua obtenção e conformação cone. O padrão de difração de Raios-X da MOF demonstrou semelhança com o padrão calculado para a (C48H28O32Zr6)n. A CALIX@UiO-66-NH2 apresentou morfologia irregular com as partículas da MOF na superfície do calixareno. A plataforma CALIX@UiO-66-NH2 apresentou fluorescência maior que os componentes precursores tornando sua utilização como sensor fluorescente mais promissora. A plataforma foi utilizada da detecção de vários cátions (Na+, Ca2+, Cd2+, Co2+, Cr3+, Cu2+, Fe3+, Mn2+, Ni2+, Pb2+, Zn2+), sendo o Fe3+ com maior supressão da fluorescência da plataforma. O FTIR da plataforma na presença de Fe3+ sugeriu estabilidade estrutural. Com base na curva de calibração foi encontrado o limite de detecção de 6,74x10-6 mol.L-1 e a constante para a equação de Stern-Volmer foi KSV=23 mol.L-1. A presença de outros cátions na detecção de Fe3+ não interferiram significativamente na resposta da plataforma.