Genotyping of transformed plants

A partir da Figura 14, nota-se, pelo difratograma da amostra S6, que as sínteses realizadas apenas em DMF levaram à formação da rede metalorgânica do tipo MOF-5, porém com presença de uma segunda fase, representada pelo pico em 8,8o.

Essa mesma fase está presente na amostra S3, e com isso pode-se dizer que adição de água e benzimidazol, simultaneamente, podem ter sido responsáveis pelo surgimento desse pico em seu padrão de difração. Já no difratograma da amostra S5, que foi preparada com adição de água na etapa de mistura dos reagentes, nenhuma fase secundária é observada.

Figura 14: Difratograma das amostras das sínteses S3, S5 e S6. 5 10 15 20 25 30 35 40 In te n si d a d e N o rma liza d a (u .a .) 2 (graus) 6.8 8.8 9.6 13.7 15.4 S3 S5 S6

Os espectros de infravermelho, observados na Figura 15, das amostras S4,

S5 e S6, mostram fortes absorções nas faixas de 1578 cm-1 correspondendo a vibrações de alongamento COO- assimétrico, e em 1381 cm-1 correspondendo a vibrações de alongamento COO- simétrico.

O espectro do ligante puro apresenta bandas 3100 a 2500 cm-1 referente à deformação axial de O – H, devido às interações intermoleculares de ligação de hidrogênio.

As faixas de absorções entre 1225 a 950 cm-1 e 800 a 650 cm-1 podem ser atribuídas às vibrações de estiramento no plano e fora do plano de ligações C – H do anel de benzeno presente na estrutura do ligante, que se mantém após a coordenação com o zinco. As absorções em 3275 cm-1 (a) e 3409 cm-1 (b) estão presentes devido à coordenação de água à estrutura.

Figura 15: Espectros de Infravermelho do ligante 1,4-BDC e das amostras S4, S5 e S6. 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 Ab so rb â n ci a (u . a .) Numero de onda (cm-1) 1,4-BDC S4 S5 S6 C=O (COOH) 1683 1283 1578 1381 3409 3275

O íon carboxilato, RCOO-, pode coordenar metais de várias maneiras, resultando na formação de polímeros de coordenação diferentes. Devido à baixa simetria de íons carboxilatos, diferentes tipos de coordenação podem ser distinguidas com base no número de vibrações ativas na região do infravermelho. A diferença entre as vibrações (∆ʋ) referentes a estiramentos assimétricos ʋas(COO-) e simétricos ʋs(COO-) fornece informação relevante

sobre a natureza dos modos de coordenação do carboxilato. Por exemplo, quando o ligante está coordenado em modo bidentado, observa-se valores de ∆ʋ variando entre 160-200 cm-1. Valores de ∆ʋ maiores que 200 cm-1 estão associados ao modo de coordenação monodentado [55].

Sabe-se que a formação de ligações coordenativas entre o grupo carboxilato (especificamente, através de átomos de oxigênio) e cátions de metal (neste caso de zinco), provoca um deslocamento da banda de estiramento assimétrico (COO-) para o número de onda menor, e um deslocamento da banda

de estiramento simétrico (COO-) para o número de onda maior. Segundo Oliveira [53], quanto maior o número de metais coordenados ao oxigênio, mais as bandas são deslocadas para número de onda mais baixa.

Comparando-se os espectros de IV das amostras com o do ligante puro, pode-se observar um deslocamento característico da banda COO- e, com isso, pode-se constatar a coordenação do metal ao ligante. Os espectros dessas amostras são parecidos e a diferença entre as vibrações (∆ʋ) referentes a estiramentos assimétricos ʋas(COO-) e simétricos ʋs(COO-) igual a 197 cm-1,

indica que os grupos carboxílatos estão coordenados ao cátion de zinco no modo bidentado, o que é esperado no caso da estrutura MOF-5. Observa-se também presença de picos pouco intensos nos espectros de todas as amostras na faixa de absorção da carbonila do ligante, o que pode ser atribuído à presença de ligante não reagido.

A morfologia foi estudada apenas no caso das amostras S4, S5 e S6. Como pode ser visto na Figura 16, as amostras apresentam a morfologia cúbica. Nas imagens das amostras S4 e S6 observa-se a presença da segunda fase (destaque em vermelho). A amostra S5 é a que possui menor quantidade de fase secundária.

Figura 16: Micrografias das amostras S4 - S6.

Os termogramas das amostras S1, S4, S5 e S6 (Figura 17) mostram perdas de massa na faixa de temperatura de 0oC – 200oC referentes a DMF e água, provavelmente nas superfície da amostra e no poro da MOF. As perdas de massa na faixa de temperatura entre 200oC e 400oC podem ser atribuídas a resíduo de ligante que não reagiu. A grande perda de massa na temperatura aproximada de 450oC é referente à decomposição das estruturas. Observa-se que as amostras

S1, S4 e S5 apresentam perdas de massa semelhantes, e a amostra S6 apresenta

Figura 17: Termogramas das amostras S1, S4, S5 e S6. 0 200 400 600 800 0 20 40 60 80 100 Ma ssa (% ) Temperatura (oC) S6 S5 S4 S1

Na literatura, é muito comum observar a discussão da interpenetração na MOF-5 baseada na razão entre as intensidades dos três primeiros picos característicos desta estrutura, presentes nos difratogramas de raios-X. Segundo Hafizovic e colaboradores [27], o fenômeno da interpenetração causa diferença nas propriedades de adsorção, além da presença de zinco preso nas cavidades da estrutura.

Ainda segundo Hafizovic, esses mesmos efeitos são responsáveis pelas variações nas intensidades dos picos em 6,7o e 9,6o. Eles concluíram que quanto menor a razão entre esses picos, conhecida como R1, mais porosa é a MOF-5

obtida. Tsao e colaboradores [28] descobriram também que a baixa porosidade se correlaciona com uma área superficial relativamente elevada.

Segundo Chen e colaboradores [29], é possível obter uma estrutura com baixo valor de R1 e com baixa porosidade, e que a baixa área superficial

específica é devido principalmente à interpenetração da estrutura, e não à presença de zinco aprisionado no material. Além disso, eles propuseram que uma estrutura interpenetrada pode ser prevista a partir da razão entre os picos em 13,7o e 6,7o, que ficou conhecida como razão R2. Quanto maior a razão R2,

maior a probabilidade de uma estrutura interpenetrada, especialmente se o valor de R1 for baixo.

Analisando-se o banco de dados da NorthWestern [59], observa-se que apenas 3 padrões de difração são possíveis para a MOF-5, sendo eles a fase pura, com uma e duas interpenetrações, como pode ser visto na Figura 18. A MOF-5 pura hipotética apresenta picos característicos em 6,8o, 9,6o, 13,7o e 15,4o, sendo esta, a ordem decrescente de intensidade.

Observa-se que uma MOF-5, com 1 e 2 interpenetrações, não apresenta o pico em 6,8o característico de MOF-5 pura. Observa-se ainda que a MOF-5 com 1 interpenetração apresenta pico intenso em 9,6o e em 13,7o. Já a MOF-5 com 2 interpenetrações apresenta pico intenso em 9,6o, e pequenos picos em 12,1o e 15,4o.

O difratograma da amostra sintetizada S5 sugere que há uma mistura das três possíveis fases fornecidas pelo banco de dados para esse tipo de estrutura, tendo suas porcentagens variadas de acordo com a quantidade de fase presente na amostra, que pode ser calculada a partir da intensidade dos picos característicos.

Figura 18: Difratograma da rede metalorgânica do tipo MOF-5 retirado do banco

de dados da NorthWestern da fase pura (a), com 1 interpentração (b) e com 2 interpenetrações (c). Em (d) o difratograma de uma possível mistura dessas 3 fases. Em (e) o difratograma da amostra obtida a partir da síntese 5.

Portanto, não se pode utilizar os valores de R1 e R2 como indicativos de

uma estrutura interpenetrada, uma vez que o pico em 6,7o não é observado nesse tipo de estrutura.

O programa CrystalDiffract foi usado para gerar um difratograma hipotético de uma mistura de fases contendo os três tipos de MOF-5, não interpenetrada, com uma interpenetração e com duas interpenetrações. A identificação destas estruturas no padrão de difração da amostra analisada foi feita através da posição dos picos característicos das mesmas. Os respectivos arquivos CIF, com as informações cristalográficas destas três estruturas hipotéticas foram obtidos no banco de dados HMOFDB (Hypothetical Metal-Organic Frameworks Database). Os ajustes das percentagens mássicas de cada uma destas fases foram feitos por comparação com o padrão de difração da amostra analisada.