Síntese de dois corantes merocianínicos e investigação de suas aplicações como sondas solvatocrômicas em solventes puros e em misturas de solventes

Abstract

Dois novos corantes, com estruturas moleculares semelhantes a da merocianina de Brooker (MB), foram sintetizados e caracterizados com sucesso. Os pontos de fusão foram determinados e os compostos foram caracterizados pelas técnicas de espectrofotometria de infravermelho, espectrometria de ressonância magnética nuclear de hidrogênio e de 13C, além de espectrometria de massas de alta resolução. Utilizaram?se esses compostos para investigar a polaridade em solventes puros, já que na sua forma desprotonada ambos se apresentaram solvatocrômicos. Em testes envolvendo 28 solventes distintos puros obteve?se o espectro de cada composto na sua forma desprotonada em cada solvente, sendo assim utilizados como sondas solvatocrômicas. Observaram?se mudanças significativas em suas bandas de absorção no visível com as mudanças nas polaridades dos solventes utilizados. Dessa forma, foi determinada a energia de transição molar (ET) para cada corante em cada solvente e se pode correlacionar os valores obtidos com exemplos existentes na literatura. Os corantes exibiram solvatocromismo negativo, mas com características de reversão na fronteira para os solventes de baixa polaridade empregados. Os dados experimentais foram mais bem ajustados à estratégia de Catalán, sendo a acidez do meio o parâmetro com maior influência na solvatação das sondas estudadas. Os corantes também foram utilizados para investigar a polaridade em misturas binárias de DMSO com metanol e de água com álcoois (metanol e propan?1?ol). Os resultados foram transformados em gráficos de ET (corante) em função de X2, a fração em mol do componente mais polar da mistura. Os dados experimentais foram ajustados a curvas teóricas fundamentadas em um modelo clássico de troca de solventes na esfera de solvatação do corante. O comportamento de cada sistema foi interpretado com base nas interações soluto?solvente e solvente?solvente. Os resultados mostraram que as sondas apresentam potencial para serem aplicadas em investigações envolvendo misturas binárias de solventes.

Abstract: Two novel dyes with molecular structures similar to Brooker's merocyanine (MB) have been successfully synthesized and characterized. The melting points were determined, and the compounds were characterized using infrared spectrophotometry, hydrogen and 13C nuclear magnetic resonance spectrometry, in addition to high resolution mass spectrometry. These compounds were used to investigate the polarity in pure solvents, since they were solvatochromic in their deprotonated form. In tests involving 28 different pure solvents, the spectrum of each compound in its deprotonated form in each solvent was obtained, thus being used as solvatochromic probes. Significant changes were observed in their vis absorption bands with changes in the polarities of the solvents used. Thus, the molar transition energy (ET) for each dye in each solvent was determined and the values (ET) obtained can be correlated with examples in the literature. The dyes exhibited negative solvatochromism, but with border reversal characteristics for the low polarity solvents used. The experimental data were better fitted to the Catalan strategy, with the acidity of the medium being the parameter with the greatest influence on the solvation of the studied probes. The dyes were also used to investigate the polarity in binary mixtures of DMSO with methanol and water with alcohols (methanol and propan?1?ol). The results were transformed into plots of ET (dye) versus X2, the mole fraction of the most polar component of the mixture. The experimental data were fitted to theoretical curves based on a classic solvent?exchange model in the dye solvation sphere. The behavior of each system was interpreted based on the solute?solvent and solvent?solvent interactions. The results showed that the probes have the potential to be applied in investigations involving binary mixtures of solvents.