On the Influence of the Donor Part of the Chromophor of Dimethinmerocyanine Dyes upon the Aggregation Tendency in Aqueous Solution
A series of novel long-chain alkyl-dimethinmerocyanine dyes containing the (rhodaniny1)benzenesulfonate or (cyanodcetoxy)alkanesulfonate group is synthesized in good yield and their aggregation tendency in H,O and/or in various organic solvents/H20 mixtures without addition of salt investigated. Except for the merocyanine 2h, all dyes give J-aggregation in H 2 0 or in organic solvents containing H,O. The Lambert-Beer rule is proved for the solution of 3a(4) in H,O. The degree of aggregation of 3a(4) in H 2 0 is investigated by ultracentrifugation. The kind of the aggregation (Jor H-type) can be found out very quickly by dissolving the dye in H 2 0 with the help of ultra-sound. 1. Problemstellung. -Seit der unabhangigen Beobachtung der J-Aggregation (sehr intensive Absorptionsbande geringer Halbwertsbreite, die gegeniiber der Monomerenbande bathochrom verschoben ist) durch Scheibe [I-31 und Jelley [4] [5] in der Reihe der Kationocyanine ist dieses Phanomen Gegenstand zahlreicher Untersuchungen. Da dieses Aggregationsverhalten bei Verdunnung der Farbstoff-Losung sowie bei Temperaturerhohung vollig reversibel ist, sprach Scheibe von reversibler Polymerisation [6]. Wegen der begrenzten Wasserloslichkeit der Oxonole und Merocyanine ist die Aggregationstendenz dieser Verbindungsklasse nur wenig untersucht. Bislang waren bei Merocyaninen mit hydrophilen Gruppen (COOH, S0,H) nur H-Aggregate bekannt [7] [8]. J-Aggregate wurden ausserhalb der Reihe der Kationocyanine nur selten beobachtet. So berichteten West et al. [9] [lo], Anderson [Ill sowie Lifchitz [I21 uber Mero-und Malocyanine, bei denen eine spektrale Sensibilisierung durch J-Banden erfolgt. Systematische Untersuchungen zur Ausbildung von Aggregatbanden bei Merocyaninen -insbesondere der J-Banden -am AgX-Korn in photographischen Emulsionen wurden von Poppe und Brunken [I31 [14] durchgefiihrt. Japanische Autoren berichteten kurzlich uber Merocyanin-carboxylate, die in Losung in Gegenwart von Elektrolyten J-Aggregation zeigen [15] [ 161. Wir konnten bei Dimethinmerocyanin-sulfonaten zeigen