ES2208125B1 - Estructura macromolecular de naturaleza dendrimera que comprende un colorante encapsulado y aplicaciones. - Google Patents
Estructura macromolecular de naturaleza dendrimera que comprende un colorante encapsulado y aplicaciones.Info
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Abstract
Estructura macromolecular de naturaleza dendrímera que comprende un colorante encapsulado y aplicaciones. La invención estructura macromolecular de naturaleza dendrímera comprende un dendrímero y, al menos, un colorante encapsulado dentro de dicho dendrímero. Mediante el empleo de dichas estructuras macromoleculares en tecnología láser es posible modificar el intervalo de emisión de un colorante modificando la polaridad del disolvente. De aplicación en tecnología láser, en particular, láseres de colorantes.
Description
Estructura macromolecular de naturaleza
dendrímera que comprende un colorante encapsulado y
aplicaciones.
La invención se relaciona con una estructura
macromolecular de naturaleza dendrímera constituida por un
dendrímero y, al menos, un colorante encapsulado dentro de dicho
dendrímero, y a sus aplicaciones, por ejemplo, en láseres de
colorante.
Un láser de colorante es un dispositivo formado
por (i) un medio activo, constituido por una solución de un
colorante orgánico disuelta en un disolvente orgánico, por ejemplo,
un alcohol, o acuoso; (ii) una cavidad óptica, en la que se coloca
el medio activo, que habitualmente comprende un espejo opaco y otro
semitransparente, parcialmente transmisor de la emisión láser de
salida; y (iii) una fuente de energía para el bombeo fotónico, de
localización externa a la cavidad óptica, con el fin de bombear el
medio activo para provocar que los átomos pasen de su estado de
energía inicial a un estado excitado. Los colorantes orgánicos
habitualmente utilizados en los láseres de colorante son compuestos
orgánicos, fluorescentes, relativamente grandes, que contienen un
elevado número de estructuras cíclicas, por ejemplo, Rosa de
Bengala, Rojo Congo o Rhodamina B.
El láser de colorante permite convertir la
radiación electromagnética de una longitud de onda determinada en
otra longitud de onda sintonizable en una región específica del
espectro, determinada por el material colorante, de manera que el
colorante se elige en función de la longitud de onda de la emisión
que se desea obtener.
Los láseres de colorante presentan numerosas
aplicaciones en distintos sectores técnicos. En medicina se
utilizan, por ejemplo, en tratamientos de lesiones dermatológicas,
vasculares o pigmentadas, en el tratamiento de tumores que tienen
una longitud de onda de absorción específica, en terapia
fotodinámica (PDT) y en la destrucción de cálculos renales mediante
las ondas de choque generadas por pulsos cortos.
El empleo de láseres de colorante presenta
numerosas ventajas, entre las que se encuentra el hecho de que la
preparación del medio activo, al tratarse de un medio líquido,
carece de las dificultades propias de la preparación de un sólido
homogéneo perfecto, sin defectos. No obstante, también presentan
importantes limitaciones. La principal limitación de los láseres de
colorante conocidos y comercializados en la actualidad radica en
que el empleo de un colorante concreto, por ejemplo, Rhodamina B,
proporciona un margen muy reducido de longitud de onda de emisión
láser. Esta longitud de onda de emisión, obtenida mediante el
empleo de ese colorante, no se puede alterar por efecto del
disolvente, por lo que si se desea obtener una emisión láser en un
intervalo distinto de longitud de onda es necesario cambiar el
colorante y/o emplear elementos ópticos muy costosos, por ejemplo,
mezcladores de frecuencias a la salida del láser.
Por otra parte, los dendrímeros son
macromoléculas tridimensionales de construcción arborescente,
desarrolladas a mediados de los años ochenta (de
Brabander-van der Berg, E.M.M.; Meijer, E.W. Angew.
Chem. Int. Ed. Engl., 1993, 32:1308; Jansen, J.F.G.A., de
Brabander-van der Berg, E.M.M., Meijer, E. W.,
Science, 1994, 266:1226), ampliamente utilizados en numerosos
sectores, por ejemplo, en la elaboración de catalizadores (Zhao,
M., et al., J. Am. Chem. Soc. 1998, 120:4877; Balogh, L. &
Tomalia, D.A., Aldrichimica Acta 1998, 120:7355), modificadores de
la reología (de Brabender, E.M.M. et al., Polymer News 1997, 22:6),
sistemas de transporte y liberación de fármacos (Wilbur, D.S:, et
al., Bioconjugate Chem., 1998, 9:813), etc.
Un objetivo de esta invención radica en
proporcionar un procedimiento alternativo para modular la
frecuencia de emisión de un colorante empleado en un láser de
colorante.
Este objetivo puede alcanzarse mediante el empleo
de unas estructuras macromoleculares de naturaleza dendrímera que
contienen un colorante encapsulado en su interior que, cuando se
utilizan en láseres de colorante, como componentes del medio activo
en presencia de un disolvente, pueden producir una emisión láser en
un amplio intervalo de longitudes de onda, sin necesidad de tener
que sustituir el colorante por otro colorante sino simplemente
modificando la polaridad del disolvente en el que se encuentra
dicha estructura macromolecular de naturaleza dendrímera que
contiene el colorante encapsulado en su interior. De este modo, la
polaridad del disolvente en el que se encuentra dicha estructura
macromolecular es el factor que va a modular la longitud de onda de
la emisión láser y no el cambio de colorante.
Un procedimiento como el desarrollado por la
presente invención permite modular, de manera sencilla y fiable, la
frecuencia de emisión de colorantes utilizados en láseres de
colorante.
Por tanto, en un aspecto, la invención se
relaciona con una estructura macromolecular de naturaleza
dendrímera constituida por un dendrímero y, al menos, un colorante
encapsulado en el interior de dicho dendrímero.
En otro aspecto, la invención se relaciona con
una composición que comprende dicha estructura macromolecular de
naturaleza dendrímera y un disolvente.
En otro aspecto, la invención se relaciona con un
procedimiento para modular la frecuencia de emisión de un colorante
empleado en un láser de colorante que comprende el empleo de una
composición que comprende dicha estructura macromolecular de
naturaleza dendrímera y un disolvente.
La Figura 1 es una gráfica que representa la
fluorescencia del colorante Rosa de Bengala en disolución (sin
estar encapsulado en ningún dendrímero), a una concentración
aproximada 10^{-6} M, en disolventes con distinta polaridad:
etanol, diclorometano y benceno.
La Figura 2 es una gráfica que representa la
fluorescencia del colorante Rosa de Bengala encapsulado en un
dendrímero de polipropilenimina de quinta generación, a una
concentración aproximada de 10^{-6} M, en disolventes con
distinta polaridad: etanol, diclorometano y pentano.
En un aspecto, la invención se relaciona con una
estructura macromolecular de naturaleza dendrímera, en adelante
estructura macromolecular de la invención, que comprende un
dendrímero y un colorante encapsulado en el interior de dicho
dendrímero.
Los dendrímeros son macromoléculas
tridimensionales de construcción arborescente constituidos por (i)
un núcleo central, (ii) una estructura dendrítica interior (ramas),
y (iii) una superficie exterior (grupos terminales). Estas
macromoléculas están construidas por unidades de repetición
denominadas "ramas", en capas de crecimiento concéntricas que
rodean al núcleo central, y terminadas por unos grupos terminales.
A cada capa de crecimiento se le denomina "generación". Se han
descrito más de 50 familias de composiciones diferentes con más de
200 grupos terminales diferentes (Dvornic, P.R. et al., Polymer
Prepr. 1999, 40:408). Una revisión sobre los dendrímeros ha sido
elaborada por Tomalia, D.A. (Tomalia, D.A., Aldrichimica Acta 1993,
26:91).
Como dendrímero constituyente de la estructura
macromolecular de la invención puede utilizarse cualquier
dendrímero apropiado, en particular, dendrímeros aptos para
tecnología láser, es decir, que no interfieren en procesos de
emisión láser. Existen dendrímeros comercialmente disponibles,
suministrados por distintos fabricantes (Aldrich, DSM, etc.) que se
diferencian en el núcleo, las ramas, el número de generaciones y/o
los grupos terminales, que pueden ser utilizados para la puesta en
práctica de la presente invención. No obstante, en una realización
particular, dicho dendrímero es un dendrímero de una
polialquilamina, tal como un dendrímero de polipropilenimina
[poli(1,3-trimetilenimina)].
El número de capas de ramas (generación) del
dendrímero a utilizar en la presente invención puede variar dentro
de un amplio intervalo. Sin embargo, en una realización particular,
el dendrímero es un dendrímero de cuarta o quinta generación.
El grupo terminal presente en el dendrímero
constituyente de la estructura macromolecular de la invención puede
ser cualquier grupo con capacidad para cerrar la estructura y
evitar que el colorante encapsulado salga al exterior de la misma.
Por tanto, prácticamente cualquier grupo capaz de impedir la salida
del colorante encapsulado en el dendrímero sería apropiado para los
fines de la presente invención. No obstante, en una realización
particular, dicho grupo terminal es un grupo derivado de un
aminoácido, natural o sintético, tal como un aminoácido con restos
aromáticos, por ejemplo, fenilalanina, tirosina, etc., un derivado
de un aminoácido, por ejemplo, un éster derivado del aminoácido
L-fenilalanina, tal como, por ejemplo, el éster
N-tBOC-L-fenilalanina
hidroxisuccinimida, etc.; o un compuesto voluminoso capaz de
reaccionar con un grupo amino, por ejemplo, un ácido, un cloruro de
ácido, un aldehído, etc.
En una realización particular, el dendrímero
constituyente de la estructura macromolecular de la invención es un
dendrímero de polipropilenimina, de quinta generación, con grupos
fenilo terminales procedentes de un derivado de fenilalanina que
confieren a la estructura macromolecular de la invención una
disposición a modo de coraza que impide la salida del colorante al
exterior de dicha estructura.
La estructura macromolecular de la invención
puede contener uno o más colorantes. La presencia de dos o más
colorantes distintos en el mismo dendrímero puede dar lugar a
procesos de transferencia de carga y a otros procesos fotoquímicos
que también pueden ser modulados por efecto de confinamiento
cuántico. Por tanto, en una realización particular, la estructura
macromolecular de la invención contiene un único colorante, mientras
que en otra realización particular, dicha estructura macromolecular
contiene una mezcla de dos tres, o más colorantes diferentes.
Prácticamente cualquier colorante puede ser utilizado en las
estructuras macromoleculares de la invención. Preferentemente, el
colorante o colorantes encapsulados en las estructuras
macromoleculares de la invención es un colorante o mezcla de
colorantes del tipo utilizado en los láseres de colorante. En una
realización particular, dicho colorante se selecciona entre Rosa de
Bengala, Rojo Congo, Rhodamina B y sus mezclas.
La relación molar dendrímero/colorante existente
en la estructura macromolecular de la invención puede variar dentro
de un amplio intervalo dependiendo, entre otros factores, del
tamaño de la molécula de colorante y del tamaño (volumen) de la
cavidad del dendrímero. En una realización particular, cuando el
dendrímero es un dendrímero de polipropilenimina de quinta
generación y el colorante es Rosa de Bengala, Rojo Congo o
Rhodamina B, la relación molar dendrímero/colorante está
comprendida entre 2 y 6, preferentemente 4. No obstante, si se
emplean colorantes de dimensiones más pequeñas que las de los
colorantes previamente mencionados o si se emplean dendrímeros que
generan unas cavidades internas más grandes que las de dicho
dendrímero de polipropilenimina de quinta generación, la relación
molar dendrímero/colorante variará en un amplio intervalo, en el
que realmente no se pueden establecer unos límites definidos.
Dentro de la estructura macromolecular de la
invención, las interacciones existentes entre el dendrímero y el
colorante son de naturaleza no enlazante (tipo van der Waals).
La estructura macromolecular de la invención
puede obtenerse mediante un procedimiento que comprende poner en
contacto el dendrímero y el colorante, en presencia de un
disolvente y una base, y, posteriormente, añadir un compuesto que
proporciona los grupos terminales. Finalmente, el disolvente se
retira por métodos convencionales para obtener la estructura
macromolecular de la invención. Prácticamente cualquier disolvente
en el que el dendrímero y el colorante sean solubles, o al menos,
dispersables, puede ser utilizado para la realización de dicho
procedimiento. En una realización particular, dicho disolvente es
un disolvente halogenado, por ejemplo, diclorometano. Como base
puede utilizarse cualquier base apropiada, generalmente una base
orgánica, tal como una amina, preferentemente, una amina terciaria,
por ejemplo, trietilamina, etc., o una amina cíclica, por ejemplo,
piridina, etc. Las cantidades de dendrímero y colorante se ajustan
en función de la relación molar dendrímero/colorante que se desea
obtener teniendo en cuenta las características de ambos
productos.
La mezcla del dendrímero y el colorante, en
presencia del disolvente y la base, se mantiene a una temperatura y
durante un periodo de tiempo apropiados para permitir la
encapsulación del colorante en el dendrímero. La temperatura puede
variar dentro de un ámplio intervalo; no obstante, en general, la
temperatura elegida dependerá del disolvente empleado y de la
estabilidad térmica del colorante a incorporar en el dendrímero. En
una realización particular, la obtención de la estructura
macromolecular de la invención se realiza a una temperatura
comprendida entre la temperatura ambiente y la temperatura de
ebullición del disolvente. A mayor temperatura, la relación molar
dendrímero/colorante puede verse incrementada. En el Ejemplo 1 se
describe la preparación de unas estructuras macromoleculares que
comprenden dendrímeros de polipropilenimina de quinta generación,
que encapsulan distintos colorantes, y que poseen grupos fenilo
terminales que constituyen una especie de coraza que imposibilita
completamente el flujo de materia entre ambos lados de la misma.
En otro aspecto, la invención se relaciona con
una composición que comprende una estructura macromolecular de la
invención. y un disolvente. Virtualmente cualquier disolvente en el
que la estructura macromolecular de la invención sea soluble o, al
menos, dispersable, puede ser utilizado en la elaboración de la
composición proporcionada por esta invención. En una realización
particular, dicho disolvente se selecciona entre un disolvente
polar, un disolvente apolar y sus mezclas. En una realización
concreta de esta invención, dicho disolvente se selecciona entre
agua, un hidrocarburo, opcionalmente halogenado, por ejemplo, un
hidrocarburo alifático o aromático, opcionalmente halogenados, tal
como pentano, diclorometano, benceno, etc.; un alcohol, tal como,
methanol, etanol, etc.; y sus mezclas. Como se describirá de forma
detallada más adelante, la polaridad del disolvente influye
significativamente en el grado de confinamiento del colorante en el
interior del dendrímero y, por tanto, permite variar la frecuencia
de emisión del colorante, lo cual tiene importantes implicaciones
en el sector de la tecnología láser, entre otros. De hecho, la
posibilidad de obtener polaridades controladas mediante mezclas de
disolventes introduce un valor añadido extraordinario a esta
invención, pues se pueden preparar disoluciones de un determinado
colorante en una mezcla adecuada de disolventes para obtener una
emisión láser a una longitud de onda exacta.
Las moléculas de colorante alojadas en el
interior del dendrímero constituyente de la estructura
macromolecular de la invención pueden experimentar cambios
importantes debido al disolvente en el que se encuentra el sistema
colorante-dendrímero. En la estructura
macromolecular de la invención, el efecto de un disolvente apolar,
por ejemplo, benceno, rinde una asociación de estructuras
macromoleculares de la invención además de una compresión de la
estructura de cada una de tales estructuras macromoleculares. Esta
situación es completamente reversible cuando el disolvente empleado
es de naturaleza más polar, por ejemplo, etanol, diclorometano,
etc. Esta compresión implica una reducción notable del espacio en
el que se encuentran las moléculas de colorante dentro del
dendrímero, dando lugar a la aparición de efectos de confinamiento
cuántico de su estructura electrónica. Estos efectos han sido
descritos experimentalmente en moléculas orgánicas incorporadas en
materiales zeolíticos de dimensiones reducidas (Márquez, F.;
García, H.; Palomares, E.; Fernández, L.; Corma, A. J. Am. Chem.
Soc. 2000, 122, 6520-6521; Márquez, F.; Martí, V.;
Palomares, E.; García, H.; Adam, W. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124,
7264-7265). La reducción del espacio en el que se
alojan las moléculas de colorante implica cambios importantes en
éstas debido a las interacciones presentes entre ellas y la cavidad
del dendrímero en la que se hospedan. Cuando estas interacciones son
suficientemente fuertes, por ejemplo, cuando las dimensiones
(tamaño) de la molécula de colorante están próximas a las de la
cavidad del dendrímero, se observan alteraciones en los orbitales
moleculares del huésped (molécula de colorante) dando lugar a
cambios notables en las propiedades de emisión de éste.
Concretamente, los cambios observados consisten en una disminución
del gap HOMO-LUMO de las moléculas de colorante, lo
que se traduce en una reducción de la energía de excitación S_{0}
\rightarrow S_{1}*. Esta reducción del "gap" (diferencia de
energía entre los estados S_{0} y S_{1}*) implica una menor
energía de excitación, y, por lo tanto, un desplazamiento
batocrómico (hacia menor energía) de las frecuencias de emisión.
Esta interpretación de los resultados espectroscópicos de moléculas
confinadas está sólidamente fundamentada sobre predicciones
teóricas realizadas hace ya varios años
(Zicovich-Wilson, C.M.; Viruela, P.; Corma, A., J.
Phys. Chem. 1994, 98, 10863-10870) y recientes
simulaciones computacionales (Márquez, F.;
Zicovich-Wilson, C.M.; Corma, A.; Palomares, E.;
García H.J. Phys. Chem. B 2001, 105, 9973). En condiciones
de confinamiento extremo, el desplazamiento observado puede llegar
a ser muy importante (superior incluso a varias decenas de
nanometros). Este desplazamiento claramente va a depender del tipo
de disolvente en el que se encuentra la estructura macromolecular de
la invención [sistema dendrímero/colorante]. Dependiendo de la
polaridad del disolvente se puede variar a voluntad el grado de
confinamiento del colorante y, por tanto, la frecuencia de emisión
de éste.
Por tanto, mediante el empleo de las estructuras
macromoleculares de la invención, que comprenden colorantes
confinados en dendrímeros, en aplicaciones de tecnología láser, ya
no es necesario cambiar el colorante del láser para trabajar en un
determinado intervalo de frecuencias. Si el intervalo de trabajo
necesario se encuentra muy alejado del intervalo normal de uso del
colorante, simplemente cambiando la polaridad del disolvente
empleado es posible modificar el intervalo de emisión sin necesidad
de emplear colorantes distintos para cada intervalo de
frecuencias.
Los láseres de colorante convencionales requieren
la preparación de una disolución del colorante en un disolvente
apropiado, por ejemplo, agua, metanol, etanol, etc.. Cuando el
colorante es excitado, emite una radiación láser en un determinado
intervalo, muy estrecho, de frecuencias que depende exclusivamente
del tipo de colorante. Si se necesita otra frecuencia distinta a la
producida por esa disolución, se tiene que recurrir al empleo de
otro colorante diferente (en disolución). Sin embargo, mediante el
empleo de las estructuras macromoleculares de la presente
invención, con un único colorante, incorporado en un dendrímero, se
puede obtener una radiación láser en un amplio intervalo de
frecuencias sin más que modificando el disolvente (en concreto, la
polaridad del disolvente) y sin necesidad de tener que sustituir el
colorante, lo cual constituye una ventaja importante. Además, la
posibilidad de obtener polaridades controladas mediante mezclas de
disolventes (polares/apolares) introduce un valor añadido
extraordinario a esta invención, pues se pueden preparar
disoluciones de un determinado colorante en una mezcla adecuada de
disolventes para obtener una emisión láser a una longitud de onda
exacta.
El Ejemplo 2 ilustra la aplicación de lo expuesto
anteriormente para el caso del colorante Rosa de Bengala
incorporado en un dendrímero de polipropilenimina de quinta
generación. Resultados similares a los anteriormente descritos,
incluso con efectos mucho más acusados, han sido obtenidos con otros
colorantes como Rojo Congo o Rhodamina B.
En otro aspecto, la invención se relaciona con un
procedimiento para modular la frecuencia de emisión de un colorante
empleado en un láser de colorante que comprende el empleo de la
composición proporcionada por la presente invención que comprende
una estructura macromolecular de la invención y un disolvente. La
polaridad del disolvente puede establecerse de modo que al bombear
dicha composición con una fuente de radiación se obtenga una
emisión láser en un amplio intervalo de frecuencias. De esta
manera, es posible modular la frecuencia de emisión de un colorante
empleado en láseres de colorante sin más que modificando la
polaridad del disolvente, por ejemplo, cambiando un disolvente por
otro o añadiendo un disolvente o mezcla de disolventes de distintas
polaridades, pero sin tener que sustituir el colorante, lo que
permite ampliar el campo de utilización de tales colorantes para
láseres de colorantes.
La posibilidad de modificar la polaridad del
disolvente en modo continuo, mediante mezclas, permite la
construcción de dispositivos de modulación de las frecuencias láser
de gran precisión. Por tanto, la invención también se relaciona con
un dispositivo de modulación de frecuencias láser que comprende el
empleo de estructuras macromoleculares de la invención. Dichos
dispositivos pueden ir destinados a cualquier aplicación que
requiera el control de la longitud de onda de emisión láser.
En los siguientes ejemplos se describe la
preparación de diversas estructuras macromoleculares de la
invención compuestas por dendrímeros de quinta generación que
incorporan distintos colorantes (Rosa de Bengala, Rojo Congo y
Rodamina B) [Ejemplo 1], así como las características del
dendrímero de quinta generación en presencia de Rosa de Bengala
[Ejemplo 2].
El dendrímero tipo polipropilenimina de partida,
así como los colorantes utilizados fueron obtenidos a partir de
fuentes comerciales (DSM). El éster derivado del aminoácido
L-fenilalanina (éster
N-tBOC-L-fenilalanina
hidroxisuccinimida) se preparó siguiendo procedimientos sintéticos
generales. (Vogel's, Textbook of Practical Organic Chemistry, Fifth
Edition, John Wiley & Sons, Inc., New York, pag 784)
Para la preparación de la caja dendrítica
conteniendo el colorante (Rosa de Bengala, Rojo Congo o Rodamina B)
encapsulado se procedió de la manera que se indica a
continuación.
Se prepararon 50 ml de una solución de
diclorometano conteniendo 10 ml de trietilamina, el colorante a
incorporar (360 mg de Rosa de Bengala, 246 mg de Rojo Congo o 169
mg de Rodamina B) y 500 mg del dendrímero tipo polipropilenimina de
quinta generación. La solución se agitó durante una noche a
temperatura ambiente. A continuación, se añadieron 1,61 g del éster
N-tBOC-L-fenilalanina
hidroxisuccinimida y se dejó agitando a temperatura ambiente
durante 24 horas. La solución se lavó con agua (3 x 300 ml) y con
una solución saturada de Na_{2}CO_{3}. La fase orgánica se secó
con MgSO_{4} y se rotavaporó el disolvente para finalmente
obtener la caja dendrítica conteniendo el colorante encapsulado. La
caja dendrítica se purificó mediante diálisis hasta que no se
detectó colorante libre por HPLC.
El dendrímero de quinta generación resultante del
proceso de síntesis consta de ramificaciones de propilenimina
terminales que, en la quinta generación, terminan en anillos de
benceno (grupos fenilo). Esta última generación del dendrímero, con
grupos terminales bencénicos, confiere a la molécula una estructura
a modo de coraza que imposibilita completamente el flujo de materia
entre ambos lados de ésta. El número de moléculas de colorante (Rosa
de Bengala) incorporado en el dendrímero de quinta generación es de
4.
Se realizó este ejemplo para evaluar el diferente
comportamiento del colorante cuando se encuentra libre en
disolución y cuando está incorporado en un dendrímero. Para ello,
se analizó la fluorescencia del colorante Rosa de Bengala libre (en
disolución), a una concentración aproximada 10^{-6} M, en
disolventes con distinta polaridad: etanol, diclorometano y benceno,
así como la fluorescencia de dicho colorante encapsulado en un
dendrímero de polipropilenimina de quinta generación, tal como el
obtenido en el Ejemplo 1, a una concentración aproximada de la
estructura macromolecular 10^{-6} M, en disolventes con distinta
polaridad: etanol, diclorometano y pentano.
Los resultados obtenidos se muestran en las
Figuras 1 y 2. Tal como se observa en dichas figuras, el
comportamiento del colorante es claramente diferente cuando se
encuentra en disolución o cuando está incorporado en el dendrímero.
La fluorescencia del colorante en disolución presenta muy pocas
variaciones con la polaridad del disolvente (Figura 1). Sin embargo,
cuando este colorante se incorpora en el interior de las cavidades
del dendrímero, el efecto del disolvente llega a ser muy importante
en algunos casos (Figura 2). Así, en un medio muy apolar, tal como
el pentano, el espectro de fluorescencia experimenta un
desplazamiento batocrómico de 37 nm respecto a la fluorescencia
observada en etanol. Este desplazamiento de la fluorescencia puede
ser claramente modulado en función de la polaridad del disolvente
elegido. De la misma forma que la fluorescencia (emisión
espontánea) experimenta esta variación con la polaridad del
disolvente, también la emisión láser (emisión estimulada)
experimenta estos mismos cambios de frecuencia. Los parámetros de
los que depende la variación de la frecuencia de emisión son
función del grado de confinamiento del colorante incorporado en el
dendrímero y de la polaridad del disolvente empleado. Ambos
factores pueden ser modificados a voluntad y de esta forma, una
única estructura macromolecular
[colorante-dendrímero] puede ser empleado para
abarcar un intervalo más amplio de frecuencias de emisión láser.
Por otro lado, la posibilidad de modificar la polaridad del
disolvente en modo continuo, mediante mezclas, permite la
construcción de dispositivos de modulación de las frecuencias láser
de gran precisión.
Resultados similares a los anteriormente
descritos, incluso con efectos mucho más acusados, han sido
obtenidos con otros colorantes como Rojo Congo o Rodamina B.
Claims (15)
1. Una estructura macromolecular de naturaleza
dendrímera que comprende un dendrímero y, al menos, un colorante
encapsulado en el interior de dicho dendrímero.
2. Estructura macromolecular según la
reivindicación 1, en la que dicho dendrímero es un dendrímero de
polialquilamina.
3. Estructura macromolecular según la
reivindicación 2, en la que dicho dendrímero es un dendrímero de
polipropilenimina.
4. Estructura macromolecular según la
reivindicación 1, en la que dicho dendrímero se selecciona entre un
dendrímero de cuarta generación y un dendrímero de quinta
generación.
5. Estructura macromolecular según la
reivindicación 1, en la que dicho dendrímero comprende grupos
terminales con capacidad para cerrar la estructura y evitar que el
colorante encapsulado salga al exterior del dendrímero.
6. Estructura macromolecular según la
reivindicación 5, en la que dichos grupos terminales se seleccionan
entre restos de aminoácidos, restos de derivados de aminoácidos, y
restos de compuestos voluminosos con grupos funcionales capaces de
reaccionar con grupos amina.
7. Estructura macromolecular según la
reivindicación 1, en la que dicho colorante es un colorante del
tipo utilizado en los láseres de colorante.
8. Estructura macromolecular según la
reivindicación 1, en la que dicho dendrímero comprende un
colorante.
9. Estructura macromolecular según la
reivindicación 1, en la que dicho dendrímero comprende una mezcla
de dos, tres o más colorantes.
10. Estructura macromolecular según la
reivindicación 1, en la que dicho colorante se selecciona entre
Rosa de Bengala, Rodó Como, Rhodamina B .y sus mezclas.
11. Estructura macromolecular según la
reivindicación 1, en la que la relación molar dendrímero/colorante
está comprendida entre 2 y 6.
12. Una composición que comprende una estructura
mácrómolecular de naturaleza dendrímera que comprende un
dendrímero y un colorante encapsulado en el interior de dicho
dendrímero según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, y un
disolvente.
13. Una composición según la reivindicación 12,
en el que dicho disolvente se selecciona entre un disolvente polar,
un disolvente apolar y sus mezclas.
14. Composición según la reivindicación 13, en el
que dicho disolvente se selecciona entre agua, pentano, benceno,
diclorometano, metanol, etanol y sus mezclas.
15. Un procedimiento para modular la frecuencia
de emisión de un colorante empleado en un láser de colorante, que
comprende el empleo de una composición según cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 14.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| ES200202779A ES2208125B1 (es) | 2002-11-25 | 2002-11-25 | Estructura macromolecular de naturaleza dendrimera que comprende un colorante encapsulado y aplicaciones. |
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|---|---|---|---|
| ES200202779A ES2208125B1 (es) | 2002-11-25 | 2002-11-25 | Estructura macromolecular de naturaleza dendrimera que comprende un colorante encapsulado y aplicaciones. |
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| ES2208125A1 ES2208125A1 (es) | 2004-06-01 |
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2003
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Non-Patent Citations (4)
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| BALZANI, V. et al. Fluorescent guests hosted in fluorescent dendrimers". TETRAHEDRON. 21.01.2002, Vol. 58, páginas 629-637. Todo el documento. \\ A 15 * |
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| YOKOYAMA, S. et al. "Spatial photon confinement and super-radiation from dye cored dendrimer". Thin Solid Films. Agosto 2001, Vol. 393, páginas 124-128. Todo el documento. \\ A 15 * |
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