Estudo do comportamento reológico de sistemas complexos micelares

O surfactante Brometo de Cetiltrimetilamónio (CTAB), quando dissolvido em água, agrega-se espontaneamente em micelas, que crescem uniaxialmente após introdução de aditivos, tornando-se elongadas e sucessivamente mais entrelaçadas. Apresenta-se um estudo reológico para este surfactante, usando diferentes aditivos com o objectivo de produzir fluidos que exibem reologia manipulável, por influência da temperatura, concentração de aditivos e condições de iluminação (ausência ou irradiação com luz UV, no sistema foto-reológico). A caracterização dos sistemas é feita recorrendo a ensaios de fluxo em escoamento estacionário, de varrimento de temperatura, dinâmicos e de espectrofotometria. No sistema neutro (pH=7), os aditivos são os sais Salicilato de Sódio (NaSal) e Brometo de Potássio (KBr), onde se demonstra que o NaSal promove mais eficazmente o crescimento micelar que o KBr. O sistema passa de ter um comportamento próximo do Newtoniano a baixas concentrações de aditivos para um comportamento não-Newtoniano quando a composição está acima da concentração crítica de sobreposição, exibindo fenómenos de reofluidificação e reoespessamento; adicionalmente, o tempo de relaxação aumenta. As alterações reológicas que surgem com o aumento da temperatura devem-se à diminuição do comprimento micelar. O sistema ácido (pH=2) obtém-se adicionando Ácido Salicílico(HSal) em substituição do NaSal. O seu comportamento reológico é qualitativamente comparável ao sistema contendo NaSal, apesar dos valores de viscosidade serem no geral menores. Ao sistema ácido adiciona-se o composto fotocrómico trans-2,4,4,-Trihidroxichalcone (Chalcone), originando um sistema foto-reológico. Em soluções micelares de CTAB a pH ácido, o Chalcone exibe fotocromismo, mudança de cor reversível após irradiação no UV. Diferentes estados conformacionais associados com diferentes colorações estão também associados com diferentes afinidades de residir dentro ou fora das micelas, sugerindo que uma transferência de Chalcone, induzida por irradiação, entre o espaço intra e inter micelar pode ser usada para manipular o comprimento das micelas e consequentemente as propriedades reológicas intrínsecas. As alterações foto-reológicas são reversíveis por um processo de relaxação térmica, a taxas que dependem do pH.

Mn-II and Cu-II complexes with arylhydrazones of active methylene compounds as effective heterogeneous catalysts for solvent- and additive-free microwave-assisted peroxidative oxidation of alcohols

A one-pot template reaction of sodium 2-(2-(dicyanomethylene) hydrazinyl) benzenesulfonate (NaHL1) with water and manganese(II) acetate tetrahydrate led to the mononuclear complex [Mn(H2O)(6)](HL1a)(2)center dot 4H(2)O (1), where (HL1a) -= 2-(SO3-)C6H4(NH)=N=C(C N) (CONH2) is the carboxamide species derived from nucleophilic attack of water on a cyano group of (HL1) . The copper tetramer [Cu-4(H2O)(10)(-) (1 kappa N: kappa O-2: kappa O, 2 kappa N: k(O)-L-2)(2)]center dot 2H(2)O (2) was obtained from reaction of Cu(NO3)(2)center dot 2.5H(2)O with sodium 5-(2( 4,4-dimethyl-2,6-dioxocyclohexylidene) hydrazinyl)-4-hydroxybenzene-1,3-disulfonate (Na2H2L2). Both complexes were characterized by elemental analysis, IR spectroscopy, ESI-MS and single crystal X-ray diffraction. They exhibit a high catalytic activity for the solvent-and additive-free microwave (MW) assisted oxidation of primary and secondary alcohols with tert-butylhydroperoxide, leading to yields of the oxidized products up to 85.5% and TOFs up to 1.90 x 103 h(-1) after 1 h under low power (5-10 W) MW irradiation. Moreover, the heterogeneous catalysts are easily recovered and reused, at least for three consecutive cycles, maintaining 89% of the initial activity and a high selectivity.

Spatiotemporal control over the co-conformational switching in pH-responsive flavylium-based multistate pseudorotaxanes

A multistate molecular dyad containing flavylium and viologen units was synthesized and the pH dependent thermodynamics of the network completely characterized by a variety of spectroscopic techniques such as NMR, UV-vis and stopped-flow. The flavylium cation is only stable at acidic pH values. Above pH ≈ 5 the hydration of the flavylium leads to the formation of the hemiketal followed by ring-opening tautomerization to give the cis-chalcone. Finally, this last species isomerizes to give the trans-chalcone. For the present system only the flavylium cation and the trans-chalcone species could be detected as being thermodynamically stable. The hemiketal and the cis-chalcone are kinetic intermediates with negligible concentrations at the equilibrium. All stable species of the network were found to form 1 : 1 and 2 : 1 host : guest complexes with cucurbit[7]uril (CB7) with association constants in the ranges 10(5)-10(8) M(-1) and 10(3)-10(4) M(-1), respectively. The 1 : 1 complexes were particularly interesting to devise pH responsive bistable pseudorotaxanes: at basic pH values (≈12) the flavylium cation interconverts into the deprotonated trans-chalcone in a few minutes and under these conditions the CB7 wheel was found to be located around the viologen unit. A decrease in pH to values around 1 regenerates the flavylium cation in seconds and the macrocycle is translocated to the middle of the axle. On the other hand, if the pH is decreased to 6, the deprotonated trans-chalcone is neutralized to give a metastable species that evolves to the thermodynamically stable flavylium cation in ca. 20 hours. By taking advantage of the pH-dependent kinetics of the trans-chalcone/flavylium interconversion, spatiotemporal control of the molecular organization in pseudorotaxane systems can be achieved.