Új izocianobifenil alapú kék fényt emittáló szolvatokróm fluoroforok

Dátum
Folyóirat címe
Folyóirat ISSN
Kötet címe (évfolyam száma)
Kiadó
Absztrakt

Munkánk során új, hatékony, 4-amino-4’-izocianobifenil (ICAB) alapú szolvatokróm fluoreszcens vegyületcsaládot fejlesztettünk ki. Az alapvegyületkét szolgáló 4-amino-4’- izocianobifenilt a könnyen hozzáférhető, elterjedten használt benzidinből kiindulva állítottuk elő diklórkarbénes reakcióval. A jobb fluoreszcens tulajdonságok elérése érdekében az ICAB-ból Nmetil (monoMICAB) és N,N-dimetil (diMICAB) származékokat készítettünk. A reakciók enyhe körülmények között jó kitermeléssel mentek végbe. Az anyagok optikai tulajdonságait UV-vis és fluoreszcenciás módszerekkel vizsgáltuk. Az izociano csoport bevitele jelentős batokróm eltolódást okozott az abszorpciós maximum helyzetében az UV spektrumban a benzidinhez képest (279 nm vs 301 nm, hexánban). Az amino csoport metilezésével a vöröseltolódás tovább nőtt: a monometil származék nál 313 nm-re, a dimetil származéknál 323 nm-re. Az amino és izociano csoportok közötti töltésmegoszlás kedvező hatása sokkal hagsúlyosabban jelentkezett az emissziós spektrumokban. Míg a kiindulási benzidin gyakorlatilag nem tekinthető szolvatokróm vegyületnek, mivel a teljes emissziós eltolódása a különböző oldószerekben Δλ em,max~30 nm az ICAB-nál ez az érték jelentősen megnőtt Δλem,max~104 nm-re. A monoMICAB és diMICAB esetében is hasonlóan kiváló tartományokat kaptunk: Δλem,max~92nm és Δλem,max~90 nm. A benzidin emissziós maximumai 400 nm közelében vagy az alatt találhatóak, ami a gakorlati alkalmazásokat megnehezíti. Az izociano származékoknál az emissziós maximumok helyzetében is jelentős batokróm eltolódást figyeltünk meg a következő sorrendben ICAB< monoMICAB < diMICAB. A dimetil származék poláros oldószerekben nagyon szép kék emissziót mutatott, jó kvantumhasznosítási tényezőkkel. A vegyületek szolvatokróm viselkedésének matematikai leírására a Lippert-Mataga, Kamlet– Taft, valamint a Catalán elméletet alkalmaztuk. A Kamlet–Taft illetve Catalán leírás szerint nagyon jó egyezéseket találtunk a mért és a számított spektrális értékek között az illeszkedés értékei közel vannak vagy meghaladják a 0,9-et. Ennek fényében kijelenthetjük, hogy 4-amino- 4’-izocianobifenil és származékai valódi szolvatokróm viselkedést mutatnak. A szabad NH-hidrogént tartalmazó származékok piridinnel fluoreszcenciás kvencselődést mutatnak. Piridinben hidrogén kötésű komplex képződését mutattuk ki ICAB és monoMICAB esetében, míg a diMICAB nem kvencselhető piridinnel. Kvantumkémiai számítások alapján megállapítottuk, hogy az 1-1’ kötés körül a benzol gyűrűk szabadon rotálódhatnak, ezáltal nem lesz teljes az egész molekulára kiterjedő konjugáció és a vártnál kissé előnytelenebb emissziós tulajdonságokat kapunk. Az említett vegyületek ennek ellenére is jó eséllyel pályázhatnak, mint kék fényt emittáló diódák festékanyagai.

Leírás
Kulcsszavak
Catalan, Kamlet-Taft, kioltás, spektrofluorimetria, Batokróm eltolódás
Forrás