A KINALDIN ÉS 6-CIANOKINALDIN FLUORESZCENS JELZŐMOLEKULÁK SPEKTROSZKÓPIAI JELLEMZÉSE
A nitrogéntartalmú aromás rendszerek ciano-szubsztituáltjainak fluoreszcencia intenzitása (és élettartama) csökken protikus-poláris közegben.[1,2] A jelenség révén az ilyen vegyületek potenciális fluoreszcens jelzőanyagok („dye probes”), amelyek alkalmasak lehetnek biológiai rendszerekben (fehérjék, membránok) a lokális víztartalom mérésére, változásának követésére. Tanszékünkön korábbi kutatások folyamán az indolin ciano- és metil-szubsztituált származékait vizsgálták.[3] A ciano-szubsztituált vegyületeknél nagy mértékű fluoreszcencia-élettartam csökkenés volt tapasztalható vizes illetve etanolos oldatban, a szerves oldószerekben (pl.:hexán, acetonitril) megfigyeltekhez képest, ami a CN-HO hidrogénkötés létrejöttével függ össze, emiatt nő meg a belső konverzió súlya a sugárzásos átmenettel szemben.
A jelen kutatás során a kinaldin és 6-cianokinaldin abszorpciós színképét, fluoreszcencia színképét, -élettartamát és kvantumhatásfokát mértük különböző oldószerekben, és oldószerelegyekben, azzal a céllal, hogy a változásokat értelmezve következtessünk arra, hogy ezek az anyagok használhatók-e a protikus közegre érzékeny fluoreszcens jelzőanyagként.
Oldószerként diklórmetánt, hexánt és etanolt használtunk, továbbá kísérleteket végeztünk acetonitril vízzel, etanollal illetve propilén-karbonáttal képzett elegyeiben.
Abszorpciós illetve fluoreszcens gerjesztési és emissziós spektrumok vizsgálatából kiderült, hogy mindkét vegyületnek kizárólag a protonált formája mutat mérhető fluoreszcenciát; ennek kapcsán mindkét vegyület pKa értékét meghatároztuk különböző pH-jú vizes oldatokban felvett UV-látható abszorpciós spektrumok alapján. Az oldószerelegyekben végzett mérések azt mutatták, hogy a mindkét vegyület fluoreszcencia kvantumhatásfoka és élettartama erősen csökken a protikus oldószer arányát növelve. A nagyobb érzékenység – a feltehetően erősebb hidrogénhidakat képző – 6-cianokinaldin esetében volt észlelhető. Így acetonitrilben az utóbbi vegyület fluoreszcencia élettartama 9,75 ns-ról 3,30 ns-ra, kvantumhatásfoka 0,29-ről 0,085-re csökken, ha az oldószer víztartalmát 0,1%-ról (v/v) 0,7 %-ra növeljük.
[1] J. Oshima, T. Yoshihara, S. Tobita; Chem. Phys. Lett. 2006, 423, 306–311.
[2] L. R. Naik, H. M. Suresh Kumar, S. R. Inamdar, N. N. Math; Spectrosc. Lett. 2007, 38:4-5, 645-659.
[3] K. Pál, M. Kállay, G. Köhler, H. Zhang, I. Bitter, M. Kubinyi , T. Vidóczy, G. Grabner; ChemPhysChem 2007, 8, 2627 – 2635.
