Microsoft Word Ksi\271\277ka abstrakt\363w doc

 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
 
273
T4: P–6 
Lead(II) coordination polymers derived from simple heteroaromatic 
carboxylic acids: Structural, thermal and luminescence studies 
 
Mateusz Kowalik
1
, Barbara Barszcz
1
, Katarzyna Kazimierczuk
2
,  
and Bogumiła Kupcewicz
3
 
 
1 
Institute of Chemistry, Jan Kochanowski University, 15G Świętokrzyska Str., 25-406 Kielce, Poland, 
e-mail: [e-mail] 
2 
Department of Inorganic Chemistry, Faculty of Chemistry, Gdańsk University of Technology, 
11/12G Narutowicza Str., 80-233 Gdańsk, Poland 
3 
Department of Inorganic and Analytical Chemistry, Collegium Medicum, Nicolaus Copernicus 
University, 2 Jurasza Str., 85-089 Bydgoszcz, Poland 
 
 
The  design  and  construction  of  metal  coordination  polymers  (MCPs)  is  one  of  the  most 
active  areas  of  materials  research.  The  intense  interest  in  this  field  is  driven  by  both  their 
interesting  network  topologies  and  potential  applications  such  as  catalysis,  sensors,  molecular 
magnets,  drug  delivery, adsorption, ion  exchange  and luminescence  materials. Recently,  many 
efforts had been made in the studies of MCPs, devoted to d- and f-block metal ions complexes. 
As an important p-block element, Pb(II) may provide  opportunities for the  formation  of  novel 
topological  arrangements  with  photochemical  and  photophysical  properties  [1].  This  is  due  to 
the large ionic radius, the presence of inert electron pair and flexible coordination environment. 
On  the  other  hand,  heteroaromatic  carboxylic  acids  exhibit  multiple  coordinating  modes 
facilitating the formation of multi-dimensional structures and diversified topologies [2].  
 
Herein,  we  report  the  solid-state  studies  of  three  novel  lead(II)  coordination  polymers 
derived  from  imidazole-4-carboxylic  acid  (4imCOOH),  pyrazole-3-carboxylic  acid 
(3pyrCOOH),  and  thiophene-3-carboxylic  acid  (3tpCOOH).  Complex  (1),  namely 
[Pb(4imCOO)
2
(H
2
O)]
n
,  is  1D  polymer,  whereas  complexes  (2)  and  (3),  namely 
[Pb(3pyrCOO)
2
]
n
 and {Pb(3tpCOO)
2
(µ-H
2
O)]
n
, respectively, are 2D polymers. Their structures 
can be extended into 3D supramolecular frameworks by weak interactions. All three compounds 
exhibit  interesting  fluorescence  properties  in  the  solid  state  (Fig.  1),  especially  compound  (2) 
with double fluorescence. Moreover compounds have been characterized by elemental (CHNS), 
spectral (FT-IR) and thermal (TGA) analysis. 
(2) 
λ
ex
=302nm; λ
em
=455nm
(2) 
λ
ex
=336nm; λ
em
=535nm
(1) 
λ
ex
=422nm; λ
em
=484nm
(3) 
λ
ex
=383nm; λ
em
=444nm
400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590
In
te
n
si
ty
 (
a
.u
.)
Emission wavelength (nm)
 
Fig. 1. Emission spectra of (1), (2), and (3) in the solid state. 
 
 
Keywords: Lead(II) complexes; Coordination polymers; Luminescence properties  
 
References  
[1]  S.-J. Zhan, Y. Sun, S.-P. Li, G.-M. Tang, Y.-T. Wang, Y.-Z. Cui, Polyhedron (2017) 252. 
[2]  M.-L. Hu, A. Morsali, L. Aboutorabi, Coordination Chemistry Reviews (2011) 2821. 

---

 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
274
T4: P–7 
Spectroscopic investigations and DFT modelling studies of Eu
3+
 
complex with 1-(2,6-dihydroxyphenyl)ethanone 
 
Jerzy Hanuza
1
, Maciej Ptak
1
, Radosław Lisiecki
1
, Edyta Kucharska
2
, 
Witold Ryba-Romanowski
1
, Krzysztof Hermanowicz
1
, Lucyna Macalik
1
 
 
1 
Institute of Low Temperature and Structure Research, 2 Okólna str., 50-422 Wrocław, Poland, 
e-mail: [e-mail] 
2 
Department of Bioorganic Chemistry, Faculty of Chemistry and Food Technology, Wrocław 
University of Economics, 118/120 Komandorska str., 53-345 Wrocław, Poland 
 
 
Lanthanide ions  chelated  with  organic ligands  have  been  widely used  as laser materials  or 
luminescent  labels  in  molecular  biology  and  chemistry  [1].  Chelating  organic  ligands  act  as 
photosensitizers because they can play a double role in the formation of lanthanide complexes: 
they  can  be  coordinated  to  one  metal  ion  as  well  as  they  can  bind  Ln(III)  ions  forming  a 
polymeric system. The mechanism of photosensitization involves several processes, both inter- 
and intra-molecular energy transfer, radiative and non-radiative relaxation of the singlet-excited 
states of the ligand to the ground level and quenching and shielding effects. Explanation of the 
ligand-to-metal  energy  transfer  mechanism  for  the  complexes  with  chelating  ligands  having 
their  triplet  states  above  the  emitting  lanthanide  levels  is  based  on  two  processes:  the 
intermolecular charge transfer and the radiationless intersystem crossing from the excited single 
state to triplet ligand state. 
 
In  this  study,  we  report  and  discuss  the  comprehensive  results  of  vibrational  and  optical 
research  performed  for  Eu
3+
  complex  with  1-(2,6-dihydroxyphenyl)ethanone  (DHPE) 
synthesized in the solid state. This ligand contains both acetyl and 2-hydroxyl group, which can 
participate  in  chelation  of  Eu
3+
  ion,  as  well  as  6-hydroxyl  group,  which  can  bind  biologically 
active  substances.  Geometrical  parameters  were  obtained  for  the  DHPE  ligand  from  the  DFT 
calculations.  Its  structure  was  refined  from  the  calculations  in  the  C1  and  Cs  symmetries. 
Structure determined by Huang et  al. [2] from two crystallographically independent molecules 
build P-1 triclinic unit cell characterized by the parameters: a = 7.646, b = 8.325, c = 12.803 Å, 
α  =  73.321º,  β  =  79.042º,  γ  =  68.230º,  Z  =  4.  IR  and  Raman  spectra  confirm  the  statements 
derived  from  the  results  of  the  chemical  analysis.  Complexation  of  the  ligand  to  Eu3+  ions 
occurs  through  one  or  two  hydroxyl  groups  and,  therefore,  two  types  of  ligands  exist  in  the 
cluster:  terminal  -  having  one  non-bonded  hydroxyl  group  and  bridging  that  joins  two  optical 
ions forming the H-O-ϕ-O-Eu-O-ϕ-O-Eu-O-ϕ-O-Eu-O-ϕ-O-H system.  
 
Here, we report the employment of the femtosecond laser excitation with a high peak power 
to excite the Eu(III) complex with a chelated organic ligand. It is interesting which mechanism 
of the ligand-to-metal energy transfer takes place when the femtosecond excitation is used. The 
luminescence  and  dynamics  of  the  excited  states  depopulation  and  spectral  and  energetic 
transformation  of  femtosecond  light  impulses  were  studied  and  energy  transfer  mechanism 
between ligand and  the  Eu
3+
 levels has  been  proposed.  Decay  of 
5
D
0
  → 
7
F
J
 emission  is  mono 
exponential  suggesting  that  the  energy  transfer  from  the  ligand  occurs  from  the  singlet  state 
straight to the 
5
D
0
 level. The lifetime of this level is of a millisecond order what means that the 
studied complex can be considered as a promising light-conversion molecular device. 
 
 
Keywords: Eu
3+
 complex; 1-(2,6-dihydroxyphenyl)ethanone; DFT; optical spectra; femtosecond laser excitation  
 
Acknowledgment 
Financial  support  of  this  work  was  provided  by  Polish  National  Centre  of  Science  under  grant  No. 
2014/15/B/ST5/04730. 
 
References  
[1]  P. R. Selvin, Ann. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 31 (2002) 275.  
[2]  H-R.
 
Huang,
 
X-K
 
Xia,
 
Z-G.
 
She, Y-C.
 
Lin,
 
L.L.P.
 
Vrijmoed,
 
E.B.
 
Gareth
 
Jones,
 
Acta
 
Cyst.
 
E60
 
(2004) o2509. 

---