深く赤色移転したビスタブルアゾベンゼンの計算設計と合成
David B Konrad1,2,3, Gökcen Savasci2,4, Lars Allmendinger1
1Department of Pharmacy, Ludwig-Maximilians-University Munich, Butenandtstraße 5-13, Munich 81377, Germany.
Journal of the American Chemical Society
|March 26, 2020
まとめ
優れたアゾベンゼン光スイッチを 設計しました 新しいディオートフローロディオートクロロ (dfdc) アゾベンゼンは,光誘発性同位体生成の制御を強化し,バイオ光学アプリケーションに最適です.
科学分野:
- 写真化学
- 有機化学
- 材料科学
背景:
- アゾベンゼンは,可逆的な光誘発性イソメリゼーションにより,フォトスイッチとして広く使用されています.
- アゾベンゼンの光物理的性質は,芳香環の置換パターンに非常に敏感である.
- 構造と性質の関係を理解することは,高度なアゾベンゼン誘導体の設計に不可欠です.
研究 の 目的:
- アゾベンゼンの光物理的特性に対するオーソ塩素化の電子的および幾何学的効果を計算的に調査する.
- 改良されたフォトスイッチング特性を持つ新しいアゾベンゼン誘導体を設計し,計算的に検証する.
- 実験的に合成し,生物光学アプリケーションのための設計されたアゾベンゼンを特徴付ける.
主な方法:
- 電子的および幾何学的影響を研究するための計算分析 (例えば,DFT計算).
- 分子構造と柔軟性を決定するX線結晶学.
- 実験的特徴化のための紫外線吸収スペクトロスコーピーと核磁気共振 (NMR) スペクトロスコーピー.
- 2倍C-H活性化によるオーソ塩素化による合成
主要な成果:
- オーソ塩素化により,赤色シフトの幾何学と,アゾベンゼンの n → π* 帯の尾が伸びる.
- テトラ・オルト・クロロ・アゾベンゼンは,形状の柔軟性を示し,赤色シフトの幾何学を可能にします.
- 設計されたdi-ortho-fluoro di-ortho-chloro (dfdc) アゾベンゼンは,テトラ・オートホロ・アゾベンゼンに比べて優れた性能を示している.
- 実験的特徴は,DFDCアゾベンゼンの構造と光物理的性質を確認した.
- Dfdcアゾベンゼンは,ほぼビスタブルな同位体を示し,n → π*帯分離が増加している.
- 緑色/黄色および赤色で高いレベルのシス同位体生成が可能である.
結論:
- 効率的なアゾベンゼンフォトスイッチの設計には,オーソシブチョンパターンの計算による洞察が重要です.
- 新型DFDCアゾベンゼンは,イソメールの制御を向上させた光物理的性質を示しています.
- 開発されたアゾベンゼンは,生物光学窓内の光を活用するアプリケーションに適しています.
- この研究は,適合したフォトスイッチング機能を持つアゾベンゼン誘導体の合理的な設計のための経路を提供します.
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