Новости химической науки > Многоцветный индикатор для неполярных растворов

Японские ученые продемонстрировали, что краситель может представать в цветовой гамме из пяти отличающихся друг от друга цветов в зависимости от кислотности раствора, что может применяться для визуализации кислотно-основного равновесия в неполярных растворителях.

Способность индивидуального пигмента к демонстрации большого количества различных цветов является крайне необычной.

Водородное связывание, депротонирование и различные степени протонирования – все это придает красителю – оксопорфириногену (oxoporphyrinogen), различные цвета. Водородное связывание аниона с оксопорфириногеном дает синий цвет, усиление которого зависит от силы взаимодействия. Сильноосновные вещества являются причиной того, что оксопорфириноген депротонируется и приобретает бледно-коричневый цвет. В противоположном направлении действуют кислоты. Кислоты определенной силы могут дважды протонировать краситель.

Рисунок из Chem. Commun., 2013, 49, 6870, (DOI: 10.1039/c3cc42859a)

Это вызывает таутомеризацию структуры красителя, который изменяет структуру своей сопряженной электронной системы, что приводит к еще одному значительному изменению цвета, в данном случае красному. Более сильные кислоты четырехкратно протонируют краситель, таким образом, что все доступные электроотрицательные атомы протонируются, что придает красителю ярко-зеленый цвет.

Руководитель исследования, Джонатан Хилл (Jonathan Hill) из Национального института материаловедения в городе Ибараки, говорит, что существуют две основные причины, обуславливающие необходимость наблюдения за кислотно-основным равновесием в неполярных растворителях.

Во-первых, с точки зрения аналитической химии, ученые хотят иметь инструмент для простого протоколирования, основанный на изменениях цвета индикатора. Это необходимо для стандартизации или оценки концентрации растворов кислот или оснований, которые растворяются только в неполярных растворителях.

Во-вторых, исследователи хотят непосредственно по индикатору наблюдать изменение кислотности раствора, чтобы фиксировать степень протекания или завершение реакции.

Юншу Се (Yongshu Xie), эксперт в области колориметрических сенсорных датчиков из Восточно-Китайского Политехнического Университета, комментируя результаты работы, говорит, что эта хорошо продуманная система наглядно демонстрирует кислотно-основное равновесие благодаря четким цветовым изменениям, которые происходят в результате протонирования и депротонирования уникальной непланарной гибкой молекулы оксопорфириногена.

Хилл добавляет, что красящий пигмент легко внедрить в пленку полимера, находящегося в твердом состоянии, чтобы создать индикаторные полоски многократного или однократного применения там, где пары кислот могут выделяться и представлять собой опасность. Эти полоски могли бы также быть включены в электронно-оптические сенсорные устройства для мониторинга состояния окружающей среды.

Источник: Chem. Commun., 2013, 49, 6870, (DOI: 10.1039/c3cc42859a)

метки статьи: #аналитическая химия, #органическая химия, #физическая химия