| Abstract | Primjena organskih molekula, specifično organskih fluorofora u fluorescentnim senzorima, funkcionalnim materijalima ili fluorescentnom označavanju stanica, ograničena je zbog pojave gašenja emisije (engl. aggregation caused quenching, ACQ) pri većim koncentracijama ili u krutom stanju. Otkriće fenomena emisije izazvane agregacijom (engl. aggregation induced emission, AIE) otvorilo je nove mogućnosti primjene organskih fluorofora u raznim područjima, uključujući i dizajn nove generacije funkcionalnih materijala baziranih na AIE fenomenu. U ovome radu detaljno je ispitan utjecaj agregacije na spektralna svojstva četiri Shiffove baze čija se struktura temelji na molekuli benzimidazola, s ciljem primjene u novim funkcionalnim AIE materijalima. Mjereni su apsorpcijski i emisijski spektri otopina Schiffovih baza u otapalima različite polarnosti, kao i u smjesama otapala etanol/voda i DMSO/voda. Za provjeru utjecaja viskoznosti i ograničavanja intramolekularnih rotacija na optička svojstva, odnosno samu agregaciju spojeva, snimljeni su titracijski spektri u sustavu glicerol/metanol. Ispitivani spojevi 2-[(4-N,N-dimetilamino)benz-2-ilidenamino]-5(6)-cijanobenzimidazol (1), 2-[(4-N,N-dimetilamino)benz-2-ilidenamino]-5(6)-nitrobenzimidazol (2), 2-[(4-N,N-dietilamino-2-hidroksi)benz-2-ilidenamino]-5(6)-cijanobenzimidazol (3) i 2-[(4-N,N-dietilamino-2-hidroksi)benz-2-ilidenamino]-5(6)-nitrobenzimidazol (4) stvaraju nanoagregate u vodi, prilikom čega se u apsorpcijskom i emisijskom spektru spojeva 2, 3 i 4 pojavljuju novi maksimumi. Iako je maksimum emisije agregata u vodi pomaknut prema većim valnim duljinama, intenzitet emisije je slabiji od intenziteta emisije same molekule u organskom otapalu. Stoga, zaključujemo da dolazi do stvaranja do agregata specifičnih optičkih svojstava, no fenomen emisije izazvane agregacijom nije dovoljno izražen za krajnju primjenu ovih spojeva u vodi. Međutim, eksperiment s glicerolom je pokazao značajno povećanje intenziteta emisije povećanjem udjela glicerola kod sva četiri spoja te se ograničavanjem intramolekularnih rotacija povećanjem viskoznosti otapala aktivirala pojava fluorescencije. |
| Abstract (english) | Application of the organic molecules, specifically organic fluorophores in fluorescent sensors, functional materials or flourescent cell imaging is limited because of the aggregation caused quenching (ACQ) at higher concentrations and in solid state. The discovery of aggregation induced emission phenomenon (AIE) has enabled the use of ogranic fluorophores in many areas. The newly discovered AIE compounds are also being used to develop a new generation of functional materials based on the AIE phenomenon. Extenisve research has been conducted in this paper on spectral properties of four Schiff bases based on benzimidazole moiety for developing new functional materials based on AIE. Absorption and emission spectra of all four Schiff bases were recorded in solvents of different polaribility, as well as titration spectra in ethanol/water and DMSO/water mixtures. Titration spectra in glycerol/methanol mixtures were recorded to investigate the effect of restriction of intramolecular rotation on the optical properties of molecules. Compounds 2-[(4-N,N-dimethylamino)benz-2-ylideneamino]-5(6)-cyanobenzimidazole (1), 2-[(4-N,N-dimethylamino)benz-2-ylideneamino]-5(6)-nitrobenzimidazole (2), 2-[(4-N,N-diethylamino-2-hydroxy)benz-2-ylideneamino]-5(6)-cyanobenzimidazole (3), 2-[(4-N,N-diethylamino-2-hydroxy)benz-2-ylideneamino]-5(6)-nitrobenzimidazole (4) form nanoaggregats in water. Three compounds 2, 3 and 4 show new emission maximums that are red shifted. However, the emission intensities of aggregates are very low. In aqeous media aggregates do form but AIE is very weak and so use of these compounds in solutions is not practical. Further investigation in glycerol/methanol mixtures showed significant emission intensity improvment with increasing glycerol fraction in all 4 compounds. Enabling restriction of intramolecular rotations by increasing solvent viscosity, all compounds exhibit flourescence improvent through AIE. |
