一个溶液和固体状态的调查介质对电荷分离的影响在转移稳定的光聚氨酸
Dinesh G Patel1, Michelle M Paquette, Roni A Kopelman
1Department of Chemistry, University of Washington, P.O. Box 351700, Seattle, Washington 98195, USA.
Journal of the American Chemical Society
|August 25, 2010
概括
这项研究调查了溶剂极性和分子相互作用如何影响螺旋氨酸光聚氨酸 (PMC) 中的电荷分离. 结构分析揭示了溶剂诱导的化物和化物形式之间的转移,影响分子行为.
科学领域:
- 光化学和光物理学
- 有机化学 有机化学
- 晶体学 晶体学是指结晶学.
- 超分子化学 超分子化学
背景情况:
- 螺旋氨酸光聚氨酸 (PMCs) 是光色分子,其电荷分离对其环境敏感.
- 了解分子结构,溶剂极性和分子间力量之间的相互作用对于控制PMC特性至关重要.
- 之前的研究表明了环境影响,但直接的结构证据将介质影响与PMC中的电荷分离联系起来是有限的.
研究的目的:
- 调查溶液状态介电性质和分子间相互作用对转移稳定的螺旋氨酸光聚氨酸 (PMC) 中电荷分离的影响.
- 为了阐明PMC在不同溶剂极性中的基本状态结构行为.
- 探索特定分子替代 (azahomoadamantyl与indolyl) 对PMC结构和光色动力学的影响.
主要方法:
- 对开放的光聚氨酸 (PMC) 和封闭的螺旋氨酸 (SO) 形式进行X射线衍射 (XRD) 分析.
- 溶解色学研究以探测电子过渡和结构变化与溶剂极性.
- 溶液核磁共振 (NMR) 光谱法用于确定分子结构和动态.
- 计算建模和运动实验,以补充结构和光谱数据.
主要成果:
- 对PMCs 1和2的XRD分析显示,在固态中,zwitterionic共振形式的贡献更大.
- 索尔瓦托克罗米斯和NMR数据表明,非极性溶剂中的状结构转变为高极性溶剂中的状结构.
- 阿扎荷阿达曼衍生物在SO形式中表现出较长的C ((spiro) -O键长度和较慢的热PMC到SO异构化,与PMC形式中增加的zwitterionic特性相关.
- 2-PMC伪多态的结构变化表明,晶体包装会影响电荷分离的程度.
结论:
- 这项研究提供了直接的结构证据,证明中等极性的显著影响,对spirooxazine photomerocyanines的电荷分离状态.
- 溶剂介电效应和晶体包装环境都在确定PMC内的电子结构和电荷分布方面发挥着关键作用.
- 这些发现为光色材料的结构性质关系提供了基本的见解,指导了未来的分子设计.
