Analysis of the Content of Carboxyl Groups on the Surface of Chemically Modified Copper Phthalocyanine

Abstract

ВведениеРазнообразные области применения фталоциани-нов [1][2][3] определили необходимость разработки методов их модифицирования путем введения в основную структуру молекулы или на поверхность кристалли-ческих агрегатов различных функциональных фраг-ментов. [4][5][6][7] Одним из них является функционализация нерастворимых фталоцианинов (Pcs) за счет реакции с солями арилдиазония.[8]При этом происходит взаимодействие образующихся в реакционной массе арильных радикалов с ароматическими фрагментами молекул фталоцианина, находящихся вблизи поверх-ности частиц, образованных его агломерированными кристаллитами. Ранее [9][10] авторами была показана эффективность диазониевой обработки частиц фтало-цианината меди (CuPc) для существенного увеличения гидрофильности их поверхности и их стабильности в водных средах. При этом не достигалось полного разрушения агрегатов CuPc и появления водораство-римости, что важно для ряда областей применения фталоцианинов (например, в качестве пигментов). Тем не менее, остается проблемой затрудненность анализа получаемых продуктов, в частности, привитых функ-циональных фрагментов, так как вклад последних в изменение общего химического состава и структуры образца минимален. В данной работе предложен титри-метрический подход к анализу карбоксильных групп (в составе карбоксифенильных фрагментов), химически закрепленных на поверхности частиц CuPc. Данный подход позволяет оценить эффективность протекания процесса модифицирования поверхности в различных условиях путём сравнительного анализа получаемых продуктов.Агрегат частиц CuPc с закрепленными на их поверхности карбоксифенильными фрагментами (-C 6 H 4 -COOH) можно считать слабой кислотой. Поэтому для определения данных функциональных групп воз-можно применение методов кислотных катализаторов. В таких случаях содержание кислых групп в образце обычно определяется количеством основания, вступа-ющим с ними во взаимодействие. Такой анализ может быть проведен различными способами, [11] из которых наиболее приемлемым для данного случая является титрование аминами. Данный метод впервые был опи-сан в работе [12] и состоял в титровании поверхностных кислых групп твердого вещества, суспендированного в бензоле, н-бутиламином в присутствии индикатора п-диметиламиноазобензола. Сорбированный кислот-ными центрами индикатор окрашивал систему в крас-ный цвет, а титрование проводилось до исчезновения окраски. В данной работе метод аминного титрования был скорректирован с учетом особенностей исследуе-мых образцов, в частности -их интенсивной окраски: образцы суспендированных в о-ксилоле CuPc обраба-тывались избыточным количеством ароматического амина и подвергались центрифугированию, после чего анализировались прозрачные бесцветные фугаты.Также было проведено исследование распределе-ния по размерам частиц модифицированных фталоциа-нинов и их электрокинетического потенциала в водных дисперсиях методом динамического светорассеяния (DLS); образцы были охарактеризованы методом ИК-спектроскопии. Экспериментальная частьМодифицированию подвергался фталоцианинат меди уст...