Photoswitchable assembly of long-lived azobenzenes in water using visible light

Autor: Camille Courtine, Inès Hamouda, Samuel Pearson, Laurent Billon, Pierre Lavedan, Sonia Ladeira, Jean-Claude Micheau, Véronique Pimienta, Erwan Nicol, Nancy Lauth de Viguerie, Anne-Françoise Mingotaud
Přispěvatelé: Interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique (IMRCP), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de Recherche Fluides, Energie, Réacteurs, Matériaux et Transferts (FERMAT), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), IDeAS - Interfaces Dynamiques et Assemblages Stimulables (IDeAS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut des Molécules et Matériaux du Mans (IMMM), Le Mans Université (UM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des sciences analytiques et de physico-chimie pour l'environnement et les materiaux (IPREM), Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Plateforme de l'Institut de chimie de Toulouse, Université de Toulouse (UT), Laboratoire de chimie de coordination (LCC), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-18-CE06-0027,GELLIGHT,Hydrogel photocontrôlable pour la microscopie photonique(2018)
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Journal of Colloid and Interface Science
Journal of Colloid and Interface Science, 2023, 629, pp.670-684. ⟨10.1016/j.jcis.2022.08.191⟩
ISSN: 1095-7103
0021-9797
Popis: International audience; Hypothesis: Switchable assemblies relevant for bio-applications may be accessed from water-soluble tetra-ortho-substituted azobenzenes that reversibly self-assemble and form complexes with β-cyclodextrin under visible light. Experiments: Two azobenzenes bearing either four fluorines or two chlorines and two fluorines in the ortho positions were synthesised with short poly(ethylene oxide) tails for water solubility. Photophysical properties were determined by UV–vis and 1H NMR spectroscopies, complexation with β-cyclodextrin was assessed by 1H NMR spectroscopy, and self-assembly in water was investigated by static and dynamic light scattering. Findings: Both molecules underwent trans–cis isomerization at 530 nm and cis–trans isomerization at 415 nm, with the cis forms exhibiting thermal half-lives > 300 days at room temperature. Both molecules formed inclusion complexes with β-cyclodextrin in water, with cis-4F-AZO-PEO binding 3-fold stronger than trans, and 2Cl2F-AZO-PEO binding significantly weaker. Self-assembly of pure 2Cl2F-AZO-PEO in water showed an open association process regardless of configuration, while 4F-AZO-PEO showed an open association process for cis (Nagg increasing from 30 to 1000) but a closed association process for trans (Nagg stable at ∼ 170). Aqueous solutions of 2Cl2F-AZO-PEO showed cloud points close to 45 °C, while the 4F-AZO-PEO isomers presented well-separated cloud points allowing reversible and all-visible transition between clear and turbid states at room temperature.
Databáze: OpenAIRE
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