ОТРИМАННЯ І ФОТОЛЮМІНЕСЦЕНТНІ ВЛАСТИВОСТІ КОМПЛЕКСІВ ТЕРБІЮ, ЄВРОПІЮ ТА ЇХ КОПРЕЦИПІТАТІВ З МЕТИЛОВИМ ЭСТЕРОМ 2-ГІДРОКСИБЕНЗОЙНОЇ КИСЛОТИ

Автор(и)

  • I. I. Zseltvay Фізико-хімічний інститут ім. О. В. Богатського НАН України, Ukraine
  • N. S. Novikova Фізико-хімічний інститут ім. О. В. Богатського НАН України, Ukraine
  • P. G. Doga Фізико-хімічний інститут ім. О. В. Богатського НАН України, Ukraine
  • O. G. Eremin Фізико-хімічний інститут ім. О. В. Богатського НАН України, Ukraine
  • V. P. Shendrick Одеський національний політехнічний університет, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.18524/2304-0947.2019.1(69).158417

Ключові слова:

тербій, європій, метиловий естер 2-гідроксибензойної кислоти, співосадження, колюмінесценція

Анотація

Методом осадження із слаболужного водного-етанольного середовища виділені у твердому стані аморфні координаційні сполуки тербію (III) та європію (III) з метиловим естером 2-гідроксибензойної кислоти, а також їх суміші (копреципітати), складу TbxEu(1-x)L2OH·H2O. Згідно даних елементного аналізу та рН-потенціометричних досліджень нейтралізація зарядів катіонів здійснюється двома молекулами дисоційованого ліганду та однією гідроксильною групою. Методом термогравіметричного аналізу встановлено, що молекула води яка входить до складу комплексів є координаційно зв`язаною. За даними ІЧ-спектроскопії координація ліганду здійснюється за рахунок атомів кисню дисоційованого гідроксилу та карбонільної групи естерного фрагменту. Отримані сполуки не леткі і при реєстрації мас-спектрів у ББА режимі повністю руйнуються. Комплекс тербію (x=1) у твердому стані проявляє ефективну сенсибілізовану люмінесценцію зеленого кольору, що зумовлена внутрішньо молекулярним переносом енергії збудження з ліганду на іон Tb3+. Ізоморфний йому європійвмісний комплекс (x=0) при збудженні УФ-світлом практично не випромінює через невідповідність енергій триплетного рівня ліганду та випромінюючого рівня іона Eu3+. Сенсибілізована f-f люмінесценція іона європію (ІІІ) червоного кольору може бути реалізована у твердих осадах суміші комплексів (х<1) за рахунок міжмолекулярного переносу енергії збудження від комплексу тербію (III) на сполуку європію (III) (колюмінесценція). Інтенсивність світіння європію (III) залежить від співвідношення іонів випромінювачів і досягає максимальної величини при значеннях Tb:Eu=7:3. Одночасно спостерігається відповідне зниження інтенсивності світіння тербію (III).

Посилання

Binnemans K. Lanthanide-Based Luminescent Hybrid Materials.Chem. Rev., 2009, vol. 109, pp. 4283-4374.http://doi.org/10.1021/cr8003983

Armelao L., Quici S., Barigelletti F., Accorsi G., Bottaro G., Cavazzini M., Tondello E. Design of luminescent lanthanide complexes: From molecules to highlyefficient photo-emitting materials. Coord. Chem. Rev., 2010, vol. 254, pp. 487-505. http://doi.org/10.1016/j.ccr.2009.07.025

Hilder M., Lezhnina M., Cole M.L., Forsyth C.M., Junk P.C., Kynast U.H. Spectroscopic properties of lanthanoid benzene carboxylates in the solid state: Part 2. Polar substituted benzoates. J. Photochem. Photobiol. A: Chem., 2011, vol. 217, pp. 76-86. http://doi.org/doi.org/10.1016/j.jphotochem.2010.09.021

Brito H.F., Malta O.M., Felinto M.C., Teotonio E.E. Luminescence phenomena involving metal enolates. PATAL`s Chem. Funct. Groups,2010, John Wiley & Sons, Ltd. P. 1. http://doi.org/10.1002/9780470682531.part0419

Belousov Y.A., Drozdov A.A. Lanthanide acylpyrazolonates: synthesis, properties and structural features. Russ. Chem. Rev., 2012, vol.81, no 12, pp. 1159–1169. http://doi.org/10.1070/rc2012v081n12abeh004255

Kondrat’eva R.V., Novikova N.S., Meshkova S.B., Topilova Z.M., Doga P.G. 2-Hydroxybenzoic acid esters: Synthesis, complexes with Tb(III), and their luminescence characteristics. Russ. J. Appl. Chem.,2014, vol. 87, no 6, pp. 787-792. http://doi.org/10.1134/s1070427214060202

Tesljuk O.I., Kilimenchuk E.D., Novikova N.S., Meshkova S.B., Doga P.G. Spektral’no-ljuminescentnye svojstva kompleksnyh soedinenij lantanidov s proizvodnymi metilovogo jefira 2,4-digidroksibenzoj-noj kisloty. Ukr. him. zhurnal. 2014, vol.80, no 7, pp. 42-46. (in Russian)

Zseltvay I.I., Meshkova S.B., NovikovaN.S., Kondrat’eva R.V., Nedostup V.I., Doga P.G., Zhikhareva E.A. Preparation and luminescent properties of coordination polymers of terbium and europium with 1,4-bis-(4-methoxycarbonyl-3-hydroxyphenoxycarbonyl)butane. Russ. J. Gen. Chem. 2014, vol. 84, no 10, pp. 1994–2000. http://doi.org/10.1134/s1070363214100223

Zseltvay I.I., Novikova N.S., Kondrat’jeva R.V., Meshkova S.B., Doga P.G. Ljuminescentna koordynacijna spoluka terbiju zelenogo svitinnja dlja zahystu cinnyh paperiv ta dokumentiv vid pidrobok PatentUA, no 112115, publ. 25.07.2016 (in Ukrainian)

Zseltvay I.I., Novikova N.S., Derkach L.G., Kylymenchuk O.D. Pigment zelenogo svitinnja dlja plivkovyh maskujuchyh materialiv Patent UA no 111303, publ. 11.04.2016 (in Ukrainian)

Kononenko L.I., Polujektov N.S., Nikonova M.P. Ekstrakcionno-fluorimetricheskoe opredelenie samarija I evropija v smesi okislov redkih zemel’. Zavod. laboratorija.1964, vol. 30, no 7, pp. 779-783 (in Russian)

Zhao D., Li W., Hong Z., Liu X., Liang C., Zhao D. White light emitting organic electroluminescent devices using lanthanide dinuclear complexes. J. Luminescence, 1999, vol. 82, no 2, pp. 105-109.http://doi.org/10.1016/s0022-2313(99)00038-1.

Zhang T., Xu Z., Qian L, Teng F., Xu X. R., Tao D. L. Improved emission of Eu3+ by energy transfer via Tb3+ in coprecipitates TbxEu(1−x)(aspirin)3(phen). J. Appl. Phys. 2005, vol. 98, no 6, pp. 063503(1-4) http://doi. org/10.1063/1.2042532.

Tremblay M.S., Halim M., Sames D. Cocktails of Tb3+and Eu3+Complexes:A General Platform for the Design of Ratiometric Optical Probes.J. Amer. Chem. Soc. 2007, vol. 129, pp.7570-7577http://doi.org/10.1021/ja070867y

Yuguang L., Jingchang Z., Weiliang C., Fujun Z., Zheng X. Syntheses and Characterization of Binuclear Complexes Tb1−xEux(TTA)3Phen J. Rare Earths, 2007, vol.25, no 3, pp.296–301.http:// doi.org/10.1016/s1002-0721(07)60425-6

Ramya A.R., Sharma D., Natarajan S., Reddy, M.L.P. Highly Luminescent and Thermally Stable Lanthanide Coordination Polymers Designed from 4-(Dipyridin-2-yl)aminobenzoate: Efficient Energy Transfer from Tb3+ to Eu3+ in a Mixed Lanthanide Coordination Compound. Inorg. Chem. 2012, vol. 51, no 16, pp. 8818-8826. http://doi.org/10.1021/ic300654e

Rodrigues M.O., Dutra J.D.L., Nunes L.A.O., de Sá G. F., de Azevedo W. M., Silva P., A. Júnior, S. Tb3+→Eu3+ Energy Transfer in Mixed-Lanthanide-Organic Frameworks. J. Phys. Chem. C, 2012, vol. 116, no 37,pp. 19951-19957. http://doi.org/10.1021/jp3054789

de Lill D.T., de Bettencourt-Dias A., Cahill C.L. Exploring Lanthanide Luminescence in Metal-Organic Frameworks:Synthesis, Structure, and Guest-Sensitized Luminescence of a Mixed Europium/Terbium-Adipate Framework and a Terbium-Adipate Framework. Inorg. Chem. 2007, vol. 46, no 10, pp. 3960–3965.http://doi.org/10.1021/ic062019u

Zhu G., Si Z., Jiang W., Li W., Li J. Study of sensitized luminescence of rare earths. Fluorescence enhancement of the europium–terbium (or lutetium)–β-diketone–synergistic agent complex system and its application. Spectrochim. Acta, 1992, vol. 48A, no 7, pp.1002-1013 http://doi.org/10.1016/0584-8539(92)80177-x

Melandri S., Giuliano B.M., Maris A., Favero, L.B., Ottaviani P., Velino B., Caminati W. Methylsalicylate: A Rotational Spectroscopy Study.J. Phys. Chem. A,2007, vol. 111, no 37, pp. 9076-9079.http://doi.org/10.1021/jp0723970

Massaro R.D., Dai Y., Blaisten-Barojas E. Energetics and Vibrational Analysis of Methyl Salicylate Isomers. J. Phys. Chem. A, 2009, vol. 113, pp. 10385–10390.http://doi.org/10.1021/jp905887m

Foye W.O., Turcotte J.G. Stability Salicylic of Metal Complexes of Nuclear-Substituted Acids: Correlation with Biological Effects. J. Pharm. Sci. 1962, vol. 51, no. 4, pp. 329-332. http://doi.org/10.1002/jps.2600510408

Jabalpurwala K.E., Venkatachalam K.A., Kabadi M.B. Metal-ligand stability constants of some ortho-substituted phenols J. Inorg. Nucl. Chem. 1964, vol.26, no 6, pp. 1027–1043.http://doi.org/10.1016/0022-1902(64)80264-5

Graddon D.P., Mockle G.M. Nickel(II) complexes of some o-hydroxyarylcarbonyl compounds. Aust. J. Chem. 1967, vol. 20, no 1, pp. 21-33. https://doi.org/10.1071/CH9670021

Graddon D.P., Mockle G.M. Copper(II) complexes of o-hydroxyarylcarbonyl compounds. Aust. J. Chem. 1968, vol. 21, no 3, pp. 617-529. https://doi.org/10.1071/CH9680617

Graddon D.P., Mockle G.M. Nickel(II) complexes of some o-hydroxyarylcarbonyl compounds. III. Naphthalene derivatives Aust. J. Chem. 1968, vol. 21, no. 7, pp. 1769-1773.https://doi.org/10.1071/CH9681769

Yamamoto A., Kambara S. Chelate compounds of titanium with salicylaldehyde and methyl salicylate. J. Inorg.Nucl. Chem. 1961, vol. 21, no 1-2, pp. 58–63.http://doi.org/10.1016/0022-1902(61)80413-2

Gupta A., Pannu B. S. Interaction of manganese (II) with methyl salicylate ethyl salicylate and phenyl salicylate. Thermochim. Acta. 1979, vol. 31, no 1, pp. 101–108. http://doi.org/10.1016/0040-6031(79)80013-1

Dutt N.K., Majumdar D. Chemistry of lanthanons-XXXIV. Methyl salicylato-complexes of lanthanons. J. Inorg. Nucl. Chem. 1972, vol. 34, no 2, pp. 657–660.http://doi.org/10.1016/0022-1902(72)80446-9

Tobita S., Arakawa M., Tanaka I. The paramagnetic metal effect on the ligand localized S1→ T1 intersystem crossing in the rare-earth-metal complexes with methyl salicylate. J. Phys. Chem. 1985, vol. 89, no 26, pp. 5649–5654. http://doi.org/10.1021/j100272a015

Vul’fson N.S. Preparativnaja organicheskaja himija. Moscow, Nauka, 1959, 366 p. (in Russian)

Wójcik M.J., Paluszkiewicz C. Infrared spectra of hydrogen-bonded salicylic acid and its derivatives. Methyl salicylate. Can. J. Chem. 1983, vol. 61, no 7, pp. 1449-1452. https://doi.org/10.1139/v83-253

Varghese H.T., Yohannan P.C., Philip D., Mannekutla J.R., Inamdar S.R. IR, Raman and SERS studies of methyl salicylate.Spectrochim. Acta, A: Mol. Biomol. Spectr. 2007, vol. 66, no 4-5, pp. 959–963.http://doi.org/10.1016/j.saa.2006.04.034

Yang Y.S., Gong M.L., Li Y.Y., Lei H.Y., Wu S.L. Effects of the structure of ligands and their Ln3+ complexes on the luminescence of the central Ln3+ ions. J. Alloys Comp. 1994, vol. 207–208, pp. 112-114. https://doi.org/10.1016/0925-8388(94)90189-9

Steemers F.J., Verboom W., Reinhoudt D. N., van der Tol E. B., Verhoeven J. W. New Sensitizer-Modified Calix[4]arenes Enabling Near-UV Excitation of Complexed Luminescent Lanthanide Ions. J. Amer. Chem. Soc. 1995, vol.37, no 117, pp.9408–9414.http://doi.org/10.1021/ja00142a004

Latva M., Takalo H., Mukkala V.M., Matachescu C., Rodríguez-Ubis J.C., Kankare J. Correlation between the lowest triplet state energy level of the ligand and lanthanide(III) luminescence quantum yield. J. Luminescence, 1997, vol. 75, pp.149-169.http://doi.org/10.1016/S0022-2313(97)00113-0

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-03-04

Як цитувати

Zseltvay, I. I., Novikova, N. S., Doga, P. G., Eremin, O. G., & Shendrick, V. P. (2019). ОТРИМАННЯ І ФОТОЛЮМІНЕСЦЕНТНІ ВЛАСТИВОСТІ КОМПЛЕКСІВ ТЕРБІЮ, ЄВРОПІЮ ТА ЇХ КОПРЕЦИПІТАТІВ З МЕТИЛОВИМ ЭСТЕРОМ 2-ГІДРОКСИБЕНЗОЙНОЇ КИСЛОТИ. Вісник Одеського національного університету. Хімія, 24(1(69), 24–37. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2019.1(69).158417

Номер

Том 24 № 1(69) (2019)

Розділ

Статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Вісник Одеського національного університету. Хімія

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Правовласниками опублікованого матеріалу являються авторський колектив та засновник журналу на умовах, що визначаються видавничою угодою, що укладається між редакційною колегією та авторами публікацій. Ніяка частина опублікованого матеріалу не може бути відтворена без попереднього повідомлення та дозволу автора.

Публікація праць в Журналі здійснюється на некомерційній основі. Комісійна плата за оформлення статті не стягується.