Serão investigadas, a fotoquímica e fotofísica de algumas famílias dos mais importantes corantes naturais e sintéticos utilizados em obras de arte ou de interesse histórico e cultural.
Resumo integral
Nos naturais incluímos, entre outros, o índigo no Azul Maia, a indirubina, os diferentes cromóforos flavílio vermelhos existentes no Sangue de Dragão (SD), flavonas e flavonóis (amarelos), como a luteolina e a quercitina. Os compostos sintéticos históricos a serem investigados serão aqueles do período “pos-Perkin” nos quais incluímos os derivados da anilina (ex., derivados do trifenilmetano) como sejam a Fuchsina. Sempre que seja necessário para uma cabal elucidação da estrutura, os cromóforos serão extraídos de fontes naturais, isolados por HPLC-DAD e caracterizados por técnicas analíticas convencionais (MS, NMR, etc). Os resultados obtidos serão comparados com os encontrados em objectos artísticos que integram o nosso património cultural, como os tapetes de Arraiolos, a iluminura medieval portuguesa e ainda os milenares têxteis andinos.
O projecto pretende promover um melhor conhecimento das “moléculas da cor”, dando uma perspectiva da cor ao longo do tempo (história) e também de aspectos particulares da química associada a estas moléculas. Esperamos poder racionalizar a estabilidade e longevidade das diferentes moléculas. Será efectuada uma caracterização espectroscópica e fotoquímica/fotofísica de forma a fornecer elementos fundamentais das moléculas que contribuam para desenvolver novas estratégias para uma melhor conservação da cor num património cultural de grande valor histórico e artístico.
Serão utilizadas técnicas espectroscópicas de UV-VIS, emissão de fluorescência, etc, de forma a caracterizar os estados excitados destes compostos. Nestes estudos incluem-se a obtenção dos espectros de absorção, emissão, fluorescência, fosforescência, e estado tripleto juntamente com os tempos de vida e rendimentos quânticos (RQ) que permitirão a obtenção das constantes de velocidade dos diferentes processos e, consequentemente, o estabelecer de caminhos preferenciais, bem como o de explicações para a sua estabilidade ou processos de degradação. De forma a estabelecer e compreender a estabilidade destes corantes, serão igualmente obtidos RQ de reacção fotoquímica. Com o conhecimento obtido será então possível prever quais os produtos de degradação maioritários que resultam da exposição contínua à luz (com o tempo) e de que forma estas moléculas podem ser melhor preservadas.
No projecto precedente pudemos descobrir que moléculas como o índigo, mauveina, alizarina, etc., possuem estabilidades que estão, muito provavelmente, relacionadas com a predominância do canal de conversão interna (IC) sobre as outras vias de decaimento. Tal sugere que um conhecimento idêntico seja obtido para outras moléculas; assim será investigado se o processo de IC é de facto um processo chave na fotoestabilidade destes compostos. Para além disso, é igualmente de relevo perceber os mecanismos que promovem estes balanços. Diferentes espécies de árvores do Pau Brasil serão investigadas e os seus cromóforos (ex: Brazileina e a Brazilina) serão isolados, identificados e caracterizados espectroscópica e fotofisicamente. Por exposição ao ar e à luz, a Brazilina converte-se em brazileina; tal mostra a importância dos diferentes
estímulos externos no processo de degradação (reacções fotoquímicas) destes materiais. Os cromóforos do SD, bem como os da mauveína de Perkin foram recentemente caracterizados. No entanto, um conhecimento detalhado das propriedades fotofísicas dos cromóforos do SD ainda é necessário. Para além disso, propomos o estudo da sua fotoquímica, em concreto do RQ de reacção, com elucidação dos seus mecanismos de degradação, em termos dos produtos principais e, sempre que necessário, uma completa caracterização dos intermediários principais. Quanto pertinente, serão investigados a influência de factores externos, como o pH, O2, iões metálicos nos RQ de reacção. Pretende-se também explorar a fotoquímica da indirubina, da Púrpura e comparar a sua fotoestabilidade com os corantes artificiais de cor púrpura, nomeadamente as mauveínas A e B. Propomos também efectuar uma caracterização exaustiva do Azul Maia. Por fim os flavonóides amarelos serão também investigados em termos da sua fotofísica e fotoquímica em diferentes meios e os resultados correlacionados com a sua estabilidade. A luteolina e os seus substituintes glucosilados são considerados os amarelos mais estáveis, e foram muito utilizados no passado para tingir têxteis de grande valor. A quercitina, por outro lado é considerada menos estável, mas não existe qualquer estudo na literatura que o quantifique e racionalize.
É um objectivo do PI que este projecto contribua para uma cada vez mais forte ligação entre a Química e Arte. O estudo das moléculas da cor “antigas” e modernas, a perspectiva histórica, bem como o entendimento dos contornos que as fizeram ter esta longevidade estão certamente associados à sua (foto)química.
Coordenação: João Sérgio Seixas de Melo (DQ/UC).
Instituições/Centros participantes: CQ-FCT/UC, CQE-IST/UTL, ICETA-Porto/UP, Requimte-FCT/UNL.
Membros da equipa: Ana Isabel Pereira, Jorge Parola, Hugh Burrows, João Lopes, Maria da Conceição Oliveira, Maria João Melo, Marta Pineiro, Micaela Sousa, Yoann Leydet, Ana Teresa Marques, Catarina Coelho, Raquel Rondão, Susana Takato.
Financiamento: PTDC/QUI-QUI/099388/2008