Synthèse, caractérisation et propriétés optiques non linéaires des complexes de bases de Schiff ligands de cuivre (II) dérivés de 3

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 10988 (2023) Citer cet article

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Une nouvelle série de complexes de Cu (II) a été préparée en utilisant le ligand base de Schiff du N – N′- (1,2-diphényléthane-1,2-diylidène) bis (3-nitrobenzohydrazide). Le ligand préparé et le complexe Cu (II) ont été caractérisés à l'aide de diverses analyses physicochimiques telles que la diffraction des rayons X (DRX), la microscopie électronique à balayage par émission de champ (FESEM) et l'analyse des rayons X à dispersion d'énergie (EDX), l'infrarouge à transformée de Fourier (FT). -IR), \({}^{13}C\) résonance magnétique nucléaire (RMN), \({}^{1}H\) RMN, spectroscopie de réflectance diffuse (DRS), magnétomètre à échantillon vibrant (VSM) et Technique Z-Scan (propriétés optiques non linéaires (NLO)). De plus, les échantillons préparés ont été examinés pour leurs caractéristiques NLO à l'aide des calculs de la théorie fonctionnelle de la densité qui ont prouvé que le complexe Cu (II) est plus polarisé que le ligand. Selon les résultats XRD et FESEM, la nature nanocristalline des échantillons est confirmée. La liaison métal-oxyde attribuée dans les études fonctionnelles par FTIR. Les études magnétiques démontrent respectivement une faible nature ferromagnétique et paramagnétique pour le complexe Cu (II) et une nature diamagnétique pour le ligand. Le spectre DRS présentait une réflectance plus élevée pour le Cu (II) que pour le ligand. Les énergies de bande interdite des échantillons synthétisés ont été estimées en utilisant la relation de Tauc et la théorie de Kubelka – Munk sur les données de réflectance et se sont révélées être respectivement de 2,89 eV et 2,67 eV pour le complexe Cu (II) et le ligand. Les valeurs du coefficient d'extinction et de l'indice de réfraction ont été calculées à l'aide de la méthode Kramers – Kronig. La technique z-scan a été appliquée pour estimer les propriétés du NLO par un laser Nd:YAG à 532 nm.

Pour la première fois, l'expression « bases de Schiff » a été utilisée en 1864, lorsque Hugo Schiff, prix Nobel et scientifique, préparait la base de Schiff (Sb) par réaction de condensation de fonctionnalités carbonyle (cétone ou aldéhyde) et d'amines primaires1. . Les bases de Schiff (Sbs) ont récemment fait l'objet d'une grande attention en raison de leur application optique en optique non linéaire (NLO)2, en fluorescence3, en électroluminescence4 et dans des applications biologiques telles que les activités antibactériennes5. Avec l’aide de la plupart des métaux de transition, le Sbs pourrait facilement créer un complexe stable6. En tant que ligands, le Sbs est utilisé avec succès en chimie de coordination en raison du large potentiel chélateur de la plupart des ions métalliques et de leur préparation facile7. La basicité, la force et la stéricité du groupe azométhine affectent la stabilité du complexe Sb8. Les bases de Schiff sont réputées pour leurs diverses applications catalytiques et biologiques ; elles représentent une classe de ligands qui présentent un large spectre d’utilité en chimie de coordination9. Les dérivés de base de Schiff des complexes de métaux de transition ont retenu une attention considérable en tant que catalyseurs d'oxydation pour les alcools et les alcènes en raison de leur synthèse peu coûteuse et facile ainsi que de leur remarquable stabilité chimique et thermique. Les complexes métalliques de base de Schiff sont considérés comme un type très essentiel de composés organiques, qui ont de nombreuses applications dans divers aspects biologiques : antibactérien, antitumoral, antifongique, anticancéreux, antituberculeux, de liaison à l'ADN, analgésique, antioxydant et antiviral. propriétés10,11. Ces formidables applications des bases de Schiff ont suscité un grand intérêt pour les complexes de Cu(II). De plus, il a été démontré que les complexes de cuivre (II) sont des catalyseurs très efficaces pour l’oxydation de l’alcool benzylique12. Des complexes de cuivre (II) ont été préparés pour leur utilisation potentielle dans diverses applications médicinales, notamment les activités cytotoxiques, antifongiques, antibactériennes, de photoclivage de l'ADN, anticancéreuses, antitumorales et antioxydantes13,14,15. La fréquence, la polarisation, l'amplitude et la phase du faisceau optique pourraient être affectées par les matériaux NLO. En outre, ces matériaux présentaient une troisième ou deuxième susceptibilité optique cruciale16. Pour fournir des matériaux NLO, la base de Schiff est la procédure la plus adaptée17. Le NLO joue un rôle crucial dans les récentes améliorations technologiques en matière de physique des plasmas18, d’informatique quantique19, de génération de seconde harmonique20 et de commutation Q21. En outre, les matériaux NLO ont des applications dans la modulation et la commutation optiques extrêmement rapides22. La méthode la plus populaire pour déterminer les propriétés NLO dans les matériaux comprend le Z-scan23, l'I-scan24 et le couplage à deux faisceaux25. Comparé à d’autres méthodes, le Z-scan a été largement utilisé en raison de sa grande sensibilité et de sa simplicité26. En 1989, Sheikh-Bahaei et al. exprimé la méthode Z-scan pour étudier les caractéristiques NLO des matériaux27. De plus, cette technique, à l’aide d’un faisceau, peut effectuer une seule analyse sensible à la fois pour la réfraction non linéaire et l’absorption non linéaire23. En appliquant la technique du Z-scan, nous pouvons approcher la grande simplicité et la précision de la susceptibilité du troisième ordre \(\left( {\chi^{(3)} } \right)\), absorption non linéaire \(\left( { NLA,\beta } \right)\), et réfraction non linéaire \(\left( {NLR,n_{2} } \right)\)28.