Interacción de una sonda fluorescente del tipo TICT con surfactantes basados en líquidos iónicos 1- alquilimidazólicos

M. CELESTE ONAINDIA, CLAUDIA ADAM Y GRACIELA FORTUNATO

San Luis

Simposio; XXI Simposio Nacional de Química Orgánica; 2017

La molécula 4-[(E)-2-(1,3-benzotiazol-2-il)etenil]-N,N-dimetilaminoanilina, conocida como DMASBT por sus siglas en inglés, es una sonda fluorescente caracterizada por exhibir un estado excitado TICT (Twisted Intramolecular Charge Transfer). Al igual que otras sondas del tipo TICT, posee en su estructura enlaces flexibles, presentando sustituyentes donores y aceptores de electrones conjugados a través de un sistema aromático. Estas moléculas al ser foto-excitadas experimentan relajaciones espontáneas con separación intramolecular de carga acompañada de la rotación del enlace entre ambos grupos. Se origina así un nuevo estado excitado de mínima energía denominado TICT. Debido a estas características foto-físicas ha sido empleada para monitorear la formación de agregados pre-micelares y micelares de surfactantes catiónicos, aniónicos y no-iónicos tradicionales. En el presente trabajo, empleamos la sonda DMASBT para evaluar el proceso de auto-agregación en solución acuosa de una nueva clase de surfactantes catiónicos basados estructuralmente en Líquidos Iónicos (LIs) del tipo 1-alquilimidazólicos. Los surfactantes estudiados corresponden a dos series, con 10, 12, 14 y 16 átomos de carbono en la cadena alquílica y dos contraiones, trifluoroacetato y metanosulfonato. Para evaluar el proceso de auto-agregación de los mismos se adquirieron espectros de absorción y de emisión de la sonda (concentración fija) en presencia de cantidades crecientes de LI. Se evaluó un rango amplio de concentraciones, antes y después de la concentración de agregación crítica (CMC) correspondiente a cada surfactante. En los casos analizados se evidencia un cambio de localización de la sonda al formarse las micelas con respecto a la zona de pre-micelación, manifestado por un mayor corrimiento batocrómico y un descenso inicial de la intensidad de emisión. Esto puede atribuirse a un cambio en la energía de solvatación del estado excitado TICT. En la etapa inicial la sonda se ubica en una zona más hidrofóbica para luego localizarse en un medio de mayor polaridad, cercano a la interfase. A medida que aumenta la concentración de surfactante se favorece la estabilización de este estado excitado, el cual se caracteriza por promover procesos no radiantes. DMASBT, al ser una sonda de tipo TICT, presenta un carácter dipolar en el estado excitado pudiendo interactuar con las micelas catiónicas estudiadas de tal forma que el grupo benzotiazol, cargado negativamente, se orienta hacia la capa de Stern de las micelas y el grupo dimetilamino hacia la masa acuosa. Esto explicaría el aumento en la emisión a concentraciones mayores a la CMC, donde una mayor interacción electrostática del resto imidazólico con la superficie micelar restringe la movilidad molecular y por lo tanto aumentando la intensidad de emisión.Los resultados alcanzados permiten confirmar que DMASBT constituye una molécula idónea para sensar las distintas etapas en el proceso de agregación de estos nuevos surfactantes.