ÁREA: Físico-Química
TÍTULO: ESTUDO DA FOTOESTABILIDADE DE UM DERIVADO AZALACTÔNICO SUPORTADO EM UMA MATRIZ POLIMÉRICA
AUTORES: ROSA, M. F. (UNIOESTE-TOL) ; KRAUSER, M. O. (UNIOESTE-TOL)
RESUMO: RESUMO: Neste trabalho foi estudada a influência da incorporação numa matriz polimérica sobre fotoestabilidade de um derivado azalactônico. Como matriz polimérica foi utilizada o poliestireno, obtido pela solubilização do isopor em clorofórmio. Os resultados obtidos foram comparados com a degradação do mesmo corante em solução de tolueno. Ao contrário do esperado a utilização de uma matriz polimérica não resultou na melhoria da fotoestabilidade do corante.
PALAVRAS CHAVES: azalactona, fotodegradação, matriz polimérica
INTRODUÇÃO: INTRODUÇÃO: As azalactonas (5(4H)-oxazolonas) são compostos heterocíclicos conhecidos desde o século XIX e preparados pelo método clássico conhecido como síntese de Plöchl-Erlenmeyer, detalhadamente descrito na revisão de Carter [1946]. A aplicação de derivados azalactônicos é vasta, podendo ser utilizado como fluoróforos para o reconhecimento de proteínas e peptídeos [KÓCZÁN et al., 2001], imobilizadores de enzimas [HEILMANN et al., 2004], sensores fluorescentes de glicose [ERTEKIN et al., 2005], intermediários em síntese [HASHIMOTO et al., 2003], indicadores fluorescentes de pH em filmes poliméricos [ERTEKIN et al., 2003] ou em matrizes sol-gel [ERTEKIN et al., 2000]. Tendo em vista as propriedades emissivas destas moléculas, amplamente estudadas por Krasovitskii e colaboradores (1978, 1979, 1980a, 1980b, 1981, 1982, 1998), cogitou-se na utilização desta família de compostos como corantes para lasers. Corantes para lasers são moléculas orgânicas que, após serem eletronicamente excitadas, retornam ao estado fundamental emitindo radiação laser. Assim, para que um corante para laser atue é necessário que ele seja bombeado ao seu estado excitado por outra fonte de excitação. Assim uma das características importantes para que um corante seja adequado é a fotoestabilidade. É relatado na literatura a utilização de estruturas poliméricas como suportes de corantes para lasers, resultando numa melhor eficácia e fotoestabilidade deste [SINGH et al., 2003; ALVAREZ et al., 2006]. Visando a utilização de derivados azalactônicos como corantes para lasers, este trabalho tem por objetivo estudar as propriedades espectroscópicas e fotoquímicas de derivados azalactônicos suportados em matrizes poliméricas, acompanhando-se a cinética de fotodegradação quando irradiados com luz UV.
MATERIAL E MÉTODOS: MATERIAIS E MÉTODOS: O derivado azalactônico utilizado neste estudo (4Z)-4-[4-(dimetilamino) benzilideno]-2-fenil-1,3-oxazol-5(4H)-ona, denominado daqui para frente como AZA2, foi obtido pela reação de condensação do ácido hipúrico com o N.N-dimetilaminobenzaldeído tendo anidrido acético como solvente e acetato de sódio como catalisador (Reação de Plöchl-Erlenmeyer). Este derivado foi escolhido, dentre outros sintetizados, devido a forte absorção na região do visível e apresentar emissão na região de 450 nm .
A matéria-prima para a obtenção dos filmes poliméricos foram resíduos descartados de isopor.
Iniciou-se o trabalho determinando-se uma proporção em massa de polímero e corante para se obter um filme com a transparência e coloração necessárias para a obtenção dos espectros de absorção. A proporção que mostrou os melhores resultados foi de 1000 : 1.
Na preparação dos filmes de poliestireno com corante, o polímero foi dissolvido em clorofórmio juntamente com corante. A solução resultante foi colocada em placas de Petri e deixada para evaporar o solvente em dessecadores, para uma evaporação mais lenta que favorece, segundo nossa experiêncioa, a formação de filmes mais transparentes. Os filmes então são retirados das placas e cortados na medida mais adequada para a obtenção dos espectros.
Os espectros de absorção foram obtidos em um espectrofotômetro UV-vis Shimadzu UV-1601PC e a irradiação do polímero foi realizada em um fotorreator Rayonet RPR-100 equipado com 8 lâmpadas com máximo de emissão em 300nm.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: RESULTADOS E DISCUSSÃO: Na Figura 1 são mostrados os espectros de absorção da AZA2 em solução de n-hexano, tolueno e na matriz de poliestireno. Inicialmente observa-se um deslocamento batocrômico de 14 nm entre o n-hexano e o tolueno e de 8 nm entre o poliestireno e o tolueno. Isto é uma clara indicação que esta banda mais deslocada para o vermelho deve-se à uma transição do tipo pi-pi*. O tolueno foi escolhido como solvente de comparação devido a similaridade estrutural com o monômero do poliestireno. Resultados anteriormente obtidos (não publicados) por nosso grupo mostraram que em solução de tolueno a fotodegradação do corante era cineticamente lenta. Portanto esperar-se-ia que em matrizes poliméricas de evidente similaridade estrutural ocorresse um aumento na fotoestabilidade devido . Entretanto como pode ser observado na Figura 2 a velocidade de fotodegradação da AZA2 na matriz polimérica ocorre muito mais rapidamente do que em solução. No comprimento de onda de irradiação (300 nm) não ocorre absorção pelo filme polimérico, portanto pode-se desconsiderar qualquer participação do polímero na absorção da energia e na transferência desta para o corante, ou então a formação de estruturas radicalares que poderiam catalisar a degradação daquele. Logo, tanto em solução quanto na matriz polimérica a espécie responsável pela absorção da energia luminosa é o corante. Em solução este excesso de energia pode ser dissipado pelos choques com outras moléculas de soluto (pouco provável devido as baixas concentrações) ou do solvente. Suportado na matriz polimérica a difusão é restrita, assim como os choques provenientes desta, logo o excesso de energia é utilizado na quebra de ligações que redundam na sua degradação.
CONCLUSÕES: Os experimentos de fotodegradação do corante AZA2 suportados em matrizes poliméricas de poliestireno não apresentaram os resultados esperados em relação ao aumento da fotoestabilidade, como reportado na literatura para outros corantes atuando como emissores de radiação laser. Atribui-se à mais rápida degradação do corante, quando comparada com este em solução, à menor possibilidade de dissipação da energia absorvida por transferência de energia para outras moléculas de soluto ou de solvente, o que leva a formação de espécies com excesso de energia que causam a quebra de ligações.
AGRADECIMENTOS: M.F.R. agradece à UNIOESTE pelas facilidades instrumentais. M.O.K. agradece à Fundação Araucária pelo auxílio financeiro.
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