Внутримолекулярный перенос протона в возбужденном состоянии ( ESIPT ) - это процесс, в котором фотовозбужденные молекулы ослабляют свою энергию посредством таутомеризации путем переноса протонов . Некоторые виды молекул могут иметь разные таутомеры с минимальной энергией в разных электронных состояниях , и если молекулярная структура таутомера с минимальной энергией в возбужденном состоянии представляет собой геометрию с переносом протона между соседними атомами, перенос протона в возбужденном состоянии может происходить. Таутомеризация часто принимает форму кето-енольной таутомерии .
Характеристика [ править ]
Поскольку геометрия с переносом протона обычно представляет собой таутомер с минимальной энергией только в возбужденном состоянии и относительно нестабильный в основном состоянии, молекулы, которые имеют характер ESIPT, могут показывать чрезвычайно больший стоксов сдвиг, чем обычные флуоресцентные молекулы, или проявлять двойную флуоресценцию с более короткой длиной волны. один происходит от исходного таутомера, а более длинноволновый - от таутомера с переносом протона. [1] Однако есть некоторые исключительные случаи, когда молекулы ESIPT не имеют двойной люминесценции или значительно смещенного в красную область излучения таутомера, перенесенного протоном, по разным причинам. [2] [3] [4]
Скорость процесса ESIPT может замедляться за счет дейтериевого замещения водорода, который переносится в ESIPT, потому что дейтерирование значительно увеличивает только массу переносимого, но не меняет существенно электростатический потенциал в молекуле. [5] Однако величина изменения скорости может лежать в диапазоне 1 ~ 50, в зависимости от формы и размера поверхностей потенциальной энергии молекулы. [6]
Заявление [ править ]
Основываясь на том, что молекулы обычно имеют чрезвычайно больший стоксов сдвиг, когда возникает ESIPT, были разработаны различные приложения с использованием флуоресценции с красным смещением. Применения включают датчик фотолюминесценции при включении , [7] фотохромную , неразрушающую оптическую память [8] и материалы, излучающие белый свет. [9]
Ссылки [ править ]
- ^ Чжао, Цзяньчжан; Джи, Шаомин; Чен, Инхуэй; Го, Хуйминь; Ян, Пей (2012). «Внутримолекулярный перенос протона в возбужденном состоянии (ESIPT): от основной фотофизики до разработки новых хромофоров и применения в флуоресцентных молекулярных пробах и люминесцентных материалах». Phys. Chem. Chem. Phys . 14 (25): 8803–8817. DOI : 10.1039 / C2CP23144A . PMID 22193300 .
- ^ Инь, повесить; Ли, Хуэй; Ся, Гоминь; Руан, Ченгян; Ши, Инь; Ван, Хунмин; Цзинь, Минсин; Дин, Даджун (21 января 2016 г.). «Новое нефлуоресцентное явление внутримолекулярного переноса протона в возбужденном состоянии, вызванное внутримолекулярными водородными связями: экспериментальное и теоретическое исследование» . Научные отчеты . 6 (1): 19774. DOI : 10.1038 / srep19774 . PMC 4726414 . PMID 26790961 .
- ^ Хан, Ги Рим; Хван, Дойк; Ли, Сынхун; Ли, Чон У; Лим, Ынхак; Хо, Джиён; Ким, Сон Гын (20 июня 2017 г.). «Новый свет на старую молекулу: хинофталон демонстрирует необычный внутримолекулярный перенос протона в возбужденном состоянии N-to-O (ESIPT) между фотобазами» . Научные отчеты . 7 (1): 3863. DOI : 10.1038 / s41598-017-04114-9 . PMC 5478638 . PMID 28634405 .
- ^ Английский, DS; Zhang, W .; Краус, Джорджия; Петрич, JW (апрель 1997 г.). "Фотофизика возбужденного состояния гиперицина и его гексаметокси-аналога: внутримолекулярный перенос протона как безызлучательный процесс в гиперицине" . Журнал Американского химического общества . 119 (13): 2980–2986. DOI : 10.1021 / ja962476h .
- ^ Флом, Стивен Р .; Барбара, Пол Ф. (октябрь 1985 г.). «Перенос протона и водородная связь во внутреннем превращении антрахинонов S1». Журнал физической химии . 89 (21): 4489–4494. DOI : 10.1021 / j100267a017 .
- ^ Agmon Ноам (январь 2005). «Элементарные шаги в переносе протона в возбужденном состоянии». Журнал физической химии . 109 (1): 13–35. DOI : 10.1021 / jp047465m . PMID 16839085 .
- ^ Чен, Вэй-Хуа; Син, Ю; Панг, И (18 марта 2011 г.). «Высокоселективный датчик пирофосфата на основе включения ESIPT в воде». Органические буквы . 13 (6): 1362–1365. DOI : 10.1021 / ol200054w . PMID 21338073 .
- ^ Лим, Сон-Чжон; Со, Чангвон; Пак, Су Ён (ноябрь 2006 г.). «Фотохромное переключение флуоресценции с внутримолекулярным переносом протонов в возбужденном состоянии (ESIPT): уникальный путь к высококонтрастному переключению памяти и неразрушающему считыванию». Журнал Американского химического общества . 128 (45): 14542–14547. DOI : 10.1021 / ja0637604 . PMID 17090038 .
- ^ Парк, Санхюк; Квон, Джи Эон; Ким, Се Хун; Со, Чангвон; Чунг, Кёнгун; Парк, Солнце-Янг; Чан, Ду-Чжон; Медина, Бегонья Милиан; Гершнер, Йоханнес; Пак, Су Ён (7 октября 2009 г.). «Молекула, излучающая белый свет: нарушенная передача энергии между составляющими излучающими центрами». Журнал Американского химического общества . 131 (39): 14043–14049. DOI : 10.1021 / ja902533f . PMID 19480450 .
