Transferencia intramolecular de electrones a través de la posición 20 de una clorofila un derivado: un conducto...

Área de la Ciencia:

• La fotoquímica es la fotoquímica.
• Síntesis orgánica La síntesis orgánica.
• La espectroscopia es una técnica de espectroscopia.

Sus antecedentes:

• La clorofila y sus derivados son cruciales para comprender los procesos de recolección de luz y transferencia de electrones.
• Las díadas donante-aceptora son sistemas modelo para el estudio de la separación y recombinación de cargas fotoinducidas.
• Las propiedades electrónicas y estructurales de los donantes macrocíclicos influyen en la dinámica de transferencia de carga.

Objetivo del estudio:

• Para sintetizar nuevos derivados de clorofila a sustituida por 20-fenilo (ZCPh) a través del acoplamiento cruzado de Suzuki.
• Para investigar la dinámica de transferencia de electrones fotoinducida en las díadas donante-aceptor basadas en ZCPh.
• Para comparar el acoplamiento electrónico y las tasas de transferencia de carga con diadas análogas a base de porfirina.

Principales métodos:

• Reacciones de acoplamiento cruzado de Suzuki para sintetizar ZCPh.
• Síntesis de díadas donante-aceptora que incorporan aceptores de naftaleno o perileno bis (dicarboximida).
• Espectroscopia de resonancia paramagnética de electrones (EPR) y de doble resonancia nuclear de electrones (ENDOR).
• Cálculos de la Teoría Funcional de la Densidad (DFT).

Principales resultados:

• Los derivados de ZCPh fueron sintetizados en buenos rendimientos a partir de clorofila a.
• Los análisis espectroscópicos y computacionales revelaron que el orbital molecular más ocupado (HOMO) del catión radical ZCPh tiene una densidad de espín mínima en la posición C20.
• Los cálculos de DFT mostraron que las cargas negativas en el aceptor desplazan significativamente la densidad de carga tanto en los cationes radicales de ZCPh como en los radicales de porfirina hacia los anillos de fenilo.
• Esta redistribución de la carga conduce a elementos de la matriz de acoplamiento electrónico casi idénticos (V) y tasas de transferencia de electrones similares.

Conclusiones:

• Los derivados sintetizados de ZCPh son bloques de construcción efectivos para los sistemas de donante-aceptante.
• A pesar de las diferencias en la distribución de la densidad de espín en los cationes radicales, el acoplamiento electrónico y las tasas de transferencia de electrones en ZCPh y las díadas de porfirina son comparables.
• La proximidad de las cargas negativas del aceptador dicta el acoplamiento electrónico, minimizando las diferencias intrínsecas de los donantes.