Hydrogen bonds in ionic liquids and deep eutectic solvents - vibrational spectroscopy and physical properties (2025)
- Authors:
- Autor USP: MORAES, BEATRIZ ROCHA DE - IQ
- Unidade: IQ
- DOI: 10.11606/T.46.2025.tde-24022026-163449
- Subjects: LÍQUIDOS IÔNICOS; FORÇAS INTERMOLECULARES; ESPECTROSCOPIA; QUÍMICA VERDE
- Keywords: Deep Eutectic Solvents; Espectroscopia Vibracional; Green Chemistry; Hydrogen Bonding; Ionic Liquids; Ligações de Hidrogênio; Líquidos Iônicos; Química Verde; Solventes Eutéticos Profundos; Vibrational Spectroscopy
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: Neste trabalho, os efeitos estruturais em Líquidos Iônicos (LIs) e Solventes Eutéticos Profundos (DES) foram investigados com o objetivo de elucidar as relações estrutura-propriedade e apoiar o design racional desses solventes alternativos. A versatilidade desses sistemas apresenta tanto desafios quanto oportunidades, exigindo uma compreensão detalhada das interações a nível molecular para viabilizar um design direcionado por aplicações específicas. Examinamos modificações nas cadeias laterais de LIs imidazólicos mediante a incorporação de grupos funcionais éter e/ou álcool, mantendo o ânion invariável para isolar os efeitos estruturais das cadeias laterais. A espectroscopia Raman e infravermelho, complementada por cálculos teóricos, foi empregada para investigar ambientes moleculares locais, utilizando o acetato como uma sonda molecular sensível para revelar arranjos estruturais e interações intermoleculares. Essa abordagem demonstrou experimentalmente que ligações de hidrogênio intramoleculares entre oxigênios éter ou álcool e hidrogênios do anel imidazólico ("efeito de enovelamento") reduzem significativamente as interações coulômbicas entre cátions e ânions, fornecendo explicação para a fluidez aprimorada e propriedades de transporte frequentemente observadas em LIs funcionalizados com éter.A conexão estrutura-propriedade foi aproveitada para desenvolver um método de separação sustentável induzido por água para misturas de LI, abordando desafios críticos de reciclagem e permitindo recuperação completa de componentes puros sem purificação adicional. A investigação mecanística do processo de separação de fases revelou que grupos éter no cátion LI influenciam significativamente as interações água-LI, com a força das interações cátion-ânion desempenhando um papel crucial na determinação do comportamento de desmisturação e eficiência de separação. Além disso, investigou-se o comportamento de fases de sistemas baseados em glicerol e os efeitos específicos dos ânions nas redes de ligações de hidrogênio. Os resultados obtidos através dos métodos experimentais e teóricos indicaram que as propriedades macroscópicas resultam de modificações nas ligações de hidrogênio de curto alcance, influenciadas pelo tamanho e pela afinidade de interação do glicerol com os ânions Cl¯ e Br¯. Adicionalmente, foi demonstrado que essas modificações preservam a organização estrutural de longo alcance.De modo geral, este estudo estabelece conexões entre interações em nível molecular e propriedades macroscópicas, oferecendo uma abordagem versátil para avaliar elementos de design estrutural em líquidos iônicos e solventes eutéticos profundos. O trabalho enfatiza que alterações estruturais não são necessariamente acompanhadas por modificações evidentes nas propriedades. Em sistemas como o DES e o LIs, esta relação é caraterizada por uma elevada complexidade, resultante do equilíbrio delicado entre as interações que os constituem. Neste sentido, abordagens fundamentais tornam-se indispensáveis para o progresso nesse campo de pesquisa.
- Imprenta:
- Data da defesa: 12.12.2025
- Status:
- Nenhuma versão em acesso aberto identificada
-
ABNT
MORAES, Beatriz Rocha de. Hydrogen bonds in ionic liquids and deep eutectic solvents - vibrational spectroscopy and physical properties. 2025. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2025. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-24022026-163449/. Acesso em: 01 abr. 2026. -
APA
Moraes, B. R. de. (2025). Hydrogen bonds in ionic liquids and deep eutectic solvents - vibrational spectroscopy and physical properties (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-24022026-163449/ -
NLM
Moraes BR de. Hydrogen bonds in ionic liquids and deep eutectic solvents - vibrational spectroscopy and physical properties [Internet]. 2025 ;[citado 2026 abr. 01 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-24022026-163449/ -
Vancouver
Moraes BR de. Hydrogen bonds in ionic liquids and deep eutectic solvents - vibrational spectroscopy and physical properties [Internet]. 2025 ;[citado 2026 abr. 01 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-24022026-163449/ - Sustainable and simple water-induced separation of ionic liquid mixtures
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