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Tipo do documento: Dissertação
Título: Investigação teórica e experimental das propriedades estruturais, eletrônicas e térmicas do cristal de malonato de L-fenilalanina L-fenilalaninium
Título(s) alternativo(s): Theoretical and experimental investigation of the structural, electronic, and thermal properties of L-phenylalanine malonate crystals
Autor: COSTA, Alexandre Saraiva 
Primeiro orientador: FAÇANHA FILHO, Pedro de Freitas
Primeiro coorientador: SILVA FILHO, José Gadelha da
Primeiro membro da banca: FAÇANHA FILHO, Pedro de Freitas
Segundo membro da banca: SILVA FILHO, José Gadelha da
Terceiro membro da banca: SANTOS, Adenilson Oliveira dos
Quarto membro da banca: TEIXEIRA, Alexandre Magno Rodrigues
Resumo: Neste trabalho foi investigado as propriedades estruturais, eletrônicas e vibracionais do ambiente cristalino do sal malonato de L-fenilalanina L-fenilalaninium. A síntese do composto ocorreu pelo método da evaporação lenta do solvente com razão 2:1; o valor do pH medido foi de 2,61 em condições ambientes de temperatura e pressão. A caracterização estrutural por difração de raios-X em pó, combinado com o método Rietveld de refinamento, confirmou que o material cristalizou em um sistema monoclínico com grupo espacial P21, contendo duas moléculas por célula unitária Z=2 e com os seguintes parâmetros de rede: a= 14,08 Å, b= 5,53 Å, c= 14,65 Å e ângulo β= 107,39 º. O volume da célula unitária obtido após o refinamento foi de 1089.5 Å 3 . Os parâmetros estruturais, comprimentos e ângulos de ligação, analisados via DFT foram descritos de maneira satisfatórias com o funcional de troca e correlação LDA. As propriedades vibracionais foram analisados por meio da teoria do funcional da densidade (DFT) e das técnicas de espectroscopia FTIR e Raman. Além disso, para atribuição das bandas vibracionais utilizamos a abordagem computacional de cálculos com o pacote quantum_ESPRESSO. As caracterizações por análises térmicas Termogravimetria (TGA), Termogravimetria derivada (DTG), Análise Térmica Diferencial (DTA) e Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) indicam decomposição das moléculas a partir de 120 °C e um grande pico endotérmico em torno de 185 °C referente à decomposição do material, e sugerem que o material possui cinco estágios de decomposição. O objetivo principal deste trabalho é investigar as propriedades estruturais e vibracionais via DFT com os com base nos funcionais B3LYP, B3LYP/PCM e LDA empregando o pacote quantum-ESPRESSO. O estudo vibracional em altas temperaturas, indicou que o material não apresenta transição de fase até o ponto de fusão, demonstrando apenas pequenas modificações para menores números de onda e diminuição da intensidade relativa, evidenciando a decomposição dos grupos funcionais NH3 e CO2.
Abstract: In this work, the structural, electronic and vibrational properties of the crystalline environment of the L-phenylalanine L-phenylalaninium malonate salt were investigated. The synthesis of the compound occurred by the method of slow evaporation of the solvent with a 2: 1 ratio; the pH value measured was 2.61 under ambient conditions of temperature and pressure. The structural characterization by powder X-ray diffraction, combined with the Rietveld refinement method, confirmed that the material crystallized in a monoclinic system with space group P21, containing two molecules per unit cell Z = 2 and with the following network parameters : a = 14.08 Å, b = 5.53 Å, c = 14.65 Å and angle β = 107.39 º. The volume of the unit cell obtained after refinement was 1089.5 Å3 . The structural parameters, lengths and bond angles, analyzed via DFT were described satisfactorily with the LDA exchange and correlation functional. The vibrational properties were analyzed using the density functional theory (DFT) and FTIR and Raman spectroscopy techniques. In addition, to assign the vibrational bands we use the computational approach of calculations with the quantum_ESPRESSO package. Characterizations by thermal analysis Thermogravimetry (TGA), Derivative thermogravimetry (DTG), Differential Thermal Analysis (DTA) and Differential Scanning Calorimetry (DSC) indicate decomposition of the molecules from 120 ° C and a large endothermic peak around 185 ° C regarding the decomposition of the material, and suggest that the material has five stages of decomposition. The main objective of this work is to investigate the structural and vibrational properties via DFT with those based on the functional B3LYP, B3LYP / PCM and LDA using the quantum-ESPRESSO package. The vibrational study at high temperatures, indicated that the material does not present a phase transition until the melting point, showing only small modifications for smaller wave numbers and a decrease in the relative intensity, showing the decomposition of the NH3 and CO2 groups.
Palavras-chave: Espectroscopia Raman;
Malonato de L-fenilalanina L-fenilalaninium;
Temperatura;
Teoria do Funcional da Densidade
Raman Spectroscopy;
L-phenylalanine L-phenilalaninium malonate;
Temperature;
Functional Density Theory
Área(s) do CNPq: Prop.Óticas e Espectrosc.da Mat.Condens;Outras Inter.da Mat.Com Rad.e Part.
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: COORDENAÇÃO DO CURSO DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS/COEA
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DOS MATERIAIS/CCSST
Citação: COSTA, Alexandre Saraiva. Investigação teórica e experimental das propriedades estruturais, eletrônicas e térmicas do cristal de malonato de L-fenilalanina L-fenilalaninium. 2020. 129 f. Dissertação( Programa de Pós-graduação em Ciência dos Materiais/CCSST) - Universidade Federal do Maranhão, Imperatriz, 2020.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/7034
Data de defesa: 16-Set-2020
Aparece nas coleções:DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DOS MATERIAIS/CCSST

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