Estudios fotofísicos del colorante tiazínico verde de metileno en solventes próticos y apróticos

C. GLUSKO; JUAN TORRES; C. M. PREVITALI; C. CHESTA; H. A. MONTEJANO

San Miguel de Tucumán, Argentina

Congreso; XVII Congreso Argentino de Química; 2008

Introducción:Muchas reacciones químicas fotoinducidas han empleado moléculas sensibilizadoras(responsables de la absorción de la luz para desencadenar todos los procesosposteriores) que absorben radiación UV. El uso de radiación visible [1] es más recientey de gran interés actual por las ventajas ecológicas que presenta con respecto alempleo del UV. Los sistemas fotosensibilizadores que operan en el visible estángeneralmente basados en colorantes y pigmentos [2]. Los colorantes muestran unaintensa absorción en la región visible del espectro electromagnético. Esto permite quepuedan ser utilizados en condiciones de alta dilución a diferencia de los que absorbenen el UV que generalmente necesitan una mayor concentración.Verde de Metileno (MG+A-) es un colorante catiónico sintético con fuerte absorción enla región de 450-650 nm, que presenta potenciales usos como sensibilizador enreacciones de transferencia de energía y electrones. Sin embargo, varios aspectosinteresantes relacionados a las propiedades de los estados excitados de estecolorante han sido poco estudiados.Aquí presentamos un estudio espectroscópico sobre la fotofísica de MG+A-, mediantetécnicas estacionarias y resueltas en tiempo en distintos solventes con el objeto decaracterizar las interacciones colorante/solvente.Metodología:El colorante fue separado a partir de una mezcla comercial de colorantes (Aldrich,65% de MG+A) por cromatografía flash.Se determinaron los espectros de absorción UV/Vis del estado fundamental porespectrofotometría de absorción.Los espectros de emisión y excitación, así como los rendimientos cuánticos defluorescencia se obtuvieron por fotometría de emisión (método estático defluorescencia). Mediante la técnica de conteo de fotones individuales se determinaronlos tiempos de vida de los estados excitados singletes.A través de la técnica de láser flash fotólisis se determinaron los espectros deabsorción y los tiempos de vida de especies transitorias (en la escala de 500 nseg –100 μseg), los rendimientos cuánticos de cruzamiento entre sistemas, y loscoeficientes de absorción molar del estado triplete.Resultados:Se registraron los espectros de absorción UV/Vis y de fluorescencia en variossolventes tanto próticos cuanto apróticos. Se determinó el corrimiento de Stokes enfunción de las propiedades de los solventes.Mediante cálculos semiempíricos de orbitales moleculares para la optimización de lageometría molecular (AM1, CS Chem3D Pro) se estimó el tamaño de la cavidad delsolvente donde reside el colorante y el momento dipolar del estado fundamental delcolorante.Con esta información y aplicando modelos solvatocrómicos como los de Lippert yBakhshiev, se estimó el cambio de momento dipolar asociado a la transición So→S1.También se determinaron los espectros de absorción triplete-triplete en una serie desolventes. A partir de la dependencia de los mismos con las propiedades del solventese discute la posibilidad de estimar el cambio de momento dipolar asociado a latransición T1→Tn del colorante.Finalmente, a partir de los valores experimentales de tiempos de vida, rendimientoscuánticos de fluorescencia, y de rendimientos cuánticos de tripletes se estimaron lasconstantes cinéticas para todos los procesos de desactivación (radiativa y no-radiativa)del estado S1.Conclusiones:Se caracterizaron las principales propiedades fotofísicas del colorante Verde deMetileno. Se observó que las mismas son fuertemente dependientes de la naturalezadel solvente; lo cual es una herramienta útil para la modulación de ciertas propiedadessensibilizadoras de este colorante en particular y de los colorantes sintéticos engeneral.