Transferencia ultrarrápida de protones al disolvente: molecularidad e intermedios de los regímenes controlados por...

Área de la Ciencia:

• La fotoquímica y la química física.

Sus antecedentes:

• La transferencia de protones fotoinducida (PT) es un proceso fundamental en química y biología.
• La comprensión de los factores que controlan la dinámica de PT es crucial para varias aplicaciones.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la dinámica de transferencia de protones fotoinducida de 6-hidroxiquinolinio (6HQc) y 6-hidroxi-1-metilquinolinio (6MQc) cationes al agua y los alcoholes.
• Para estudiar la dinámica de solvación de la base conjugada zwitteriónica 1-metilquinolinio-6-olato (6MQz).

Principales métodos:

• Espectroscopia de absorción estacionaria y transitoria.
• Cálculos químicos cuánticos. cálculos de la química cuántica. cálculos de la química cuántica. cálculos de la química cuántica. cálculos de la química cuántica. cálculos de la química cuántica. cálculos de la química cuántica.
• Las sondas solvatocrómicas y los datos de pérdida dielétrica para la dinámica de la solvación.

Principales resultados:

• El zwitteriónico 6MQz monitorea la dinámica de solvación sin transferencia intramolecular de electrones.
• Las dinámicas de transferencia de protones (PT) de los cationes 6HQc y 6MQc siguen de cerca las dinámicas de solvación, lo que indica el control de la solvación.
• Se determinó una barrera de activación baja de 2 kJ/mol para PT.
• En el agua, el enlace de hidrógeno entre 6HQc y las moléculas de agua estabiliza un complejo, facilitando la PT.
• En el acetonitrilo, se observó un estado intermedio de PT.
• En disolventes mixtos, a PT le sigue una reacción controlada por difusión, con una molécula de agua suficiente para el desprendimiento de protones.

Conclusiones:

• La transferencia de protones fotoinducida está controlada principalmente por la dinámica de solvación.
• El mecanismo de reacción implica un enlace inicial de hidrógeno y posterior desprendimiento de protones asistido por solvente.
• La difusión de una sola molécula de agua es suficiente para impulsar el proceso de transferencia de protones.