Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Фотоизомеризация азобензола. [1]

В химии , фотоизомеризация является формой изомеризации , индуцированного фотовозбуждением. [2] Оба обратимые и необратимые фото изомеризации известны фотопереключаемых соединений. Однако термин «фотоизомеризация» обычно относится к обратимому процессу.

Приложения [ править ]

Фотоизомеризация сетчатки глаза позволяет видеть .

Фотоизомеризуемые подложки нашли практическое применение, например, в пигментах для перезаписываемых компакт-дисков , DVD-дисков и в решениях для хранения трехмерных оптических данных . Кроме того, интерес к photoisomerizable молекул было направлено на молекулярных устройств, таких как молекулярные переключатели , [3] [4] молекулярные моторы , [5] и молекулярной электроники .

Другой класс устройств, в которых используется процесс фотоизомеризации, представляет собой добавку к жидким кристаллам для изменения их линейных и нелинейных свойств. [6] Из - за фотоизомеризации можно индуцировать молекулярную переориентацию в жидкокристаллической объеме, который используется в голографии , [7] в качестве пространственного фильтра [8] или оптической коммутации. [9]

Молекула метилового красного. Обычный азокраситель, используемый при легировании жидких кристаллов.

Примеры [ править ]

Азобензолы, [1] стильбены , [10] спиропираны , [11] представляют собой известные классы соединений, подверженных фотоизомерии.

Фотоизомеризация норборнадиена в квадрициклан.

В присутствии катализатора норборнадиен превращается в квадрициклан под действием УФ-излучения ~ 300 нм  . При преобразовании обратно в норборнадиен энергия деформации кольца квадрициклана выделяется в виде тепла ( ΔH = -89 кДж / моль). Эта реакция была предложена для хранения солнечной энергии ( фотопереключатели ). [12]

Поведение фотоизомеризации можно условно разделить на несколько классов. Двумя основными классами являются транс-цис -преобразование (или «E-Z») и переход «открытое-закрытое кольцо». Примеры первых включают стильбен и азобензол . Этот тип соединений имеет двойную связь , и вращение или инверсия вокруг двойной связи приводит к изомеризации между двумя состояниями. [13] Примеры последних включают fulgide и diarylethene . Этот тип соединений претерпевает разрыв связи и образование связи при облучении светом определенной длины волны. Еще один класс - это перегруппировка ди-пи-метана .

Координационная химия [ править ]

Многие комплексы часто светочувствительны, и многие из этих комплексов подвергаются фотоизомеризации. [14] Одним из случаев является превращение бесцветного цис- бис (трифенилфосфин) хлорида платины в желтый транс-изомер.

Фотоизомеризация PtCl 2 ( PPh 3 ) 2 .

Некоторые координационные комплексы претерпевают изменение своего спинового состояния при освещении, т. Е. Это светочувствительные спин-кроссоверные комплексы. [15]

Светоиндуцированный спин-кроссовер [Fe (pyCH 2 NH 2 ) 3 ] 2+ , который переключается с высоких на низкие спины.

См. Также [ править ]

  • Фотохромизм

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Натансон, Альмерия; Рочон, Пол (2002). «Фотоиндуцированные движения в азосодержащих полимерах». Химические обзоры . 102 (11): 4139–4176. DOI : 10.1021 / cr970155y . PMID  12428986 .
  2. ^ «Фотоизомеризация». Сборник химической терминологии ИЮПАК . 2009. DOI : 10,1351 / goldbook.P04622 . ISBN 978-0-9678550-9-7.
  3. ^ Mammana, A .; и другие. (2011). "Хироптический фотопереключаемый комплекс ДНК" (PDF) . Журнал физической химии B . 115 (40): 11581–11587. DOI : 10.1021 / jp205893y . PMID 21879715 .  
  4. ^ Мокдад, А; Белоф, Дж; Yi, S; Шулер, С; Маклафлин, М; Пробел, B; Ларсен, Р. (2008). «Фотофизические исследования транс-цис-изомеризации двухтактной молекулы: 1- (Пиридин-4-ил) -2- (N-метилпиррол-2-ил) этен (мепепи)». Журнал физической химии B . 112 (36): 8310–8315. Bibcode : 2008JPCA..112.8310M . DOI : 10.1021 / jp803268r . PMID 18700732 . 
  5. ^ Vachon, J .; и другие. (2014). «Сверхбыстрый фотоактивный молекулярный мотор с поверхностной связью» . Фотохимические и фотобиологические науки . 13 (2): 241–246. DOI : 10.1039 / C3PP50208B . PMID 24096390 . 
  6. ^ Janossy, I .; Сабадош, Л. (1 октября 1998 г.). «Оптическая переориентация нематических жидких кристаллов в присутствии фотоизомеризации» . Physical Review E . 58 (4): 4598. Bibcode : 1998PhRvE..58.4598J . DOI : 10.1103 / PhysRevE.58.4598 . S2CID 26508261 . 
  7. ^ Чен, Алан G; Брэди, Дэвид Дж (1992). «Голография в реальном времени в жидких кристаллах, легированных азокрасителями» . Письма об оптике . 17 (6): 441–3. Bibcode : 1992OptL ... 17..441C . DOI : 10.1364 / OL.17.000441 . PMID 19784354 . S2CID 20923350 .  
  8. ↑ Като, Дзюн-ичи; Ямагути, Ичиро (1996). «Нелинейная пространственная фильтрация с жидкокристаллической ячейкой, легированной красителем». Письма об оптике . 21 (11): 767–769. Bibcode : 1996OptL ... 21..767K . DOI : 10.1364 / OL.21.000767 . PMID 19876152 . 
  9. ^ Малый, Кеннет Э; Палочка, Майкл Д. (2002). «Бистабильный сегнетоэлектрический жидкокристаллический фотопереключатель, запускаемый примесью дитиенилэтилена» . Журнал Американского химического общества . 124 (27): 7898–7899. DOI : 10.1364 / OPEX.13.002358 . PMID 19495125 . 
  10. ^ Вальдек, Дэвид Х. (1991). «Динамика фотоизомеризации стильбенов». Химические обзоры . 91 (3): 415–436. DOI : 10.1021 / cr00003a007 .
  11. ^ Klajn Рафал (2014). «Динамические материалы на основе спиропирана» . Chem. Soc. Ред . 43 (1): 148–184. DOI : 10.1039 / C3CS60181A . PMID 23979515 . 
  12. ^ Дубоносов, Александр Д .; Брен, Владимир А .; Черноиванов, В.А. (2002). «Норборнадиен – квадрициклан как абиотическая система для хранения солнечной энергии». Российские химические обозрения . 71 (11): 917–927. Bibcode : 2002RuCRv..71..917D . DOI : 10,1070 / RC2002v071n11ABEH000745 .
  13. ↑ Казем-Ростами, Масуд; Ахмедов, Новруз Г .; Фарамарзи, Садех (2019). «Спектроскопические и вычислительные исследования фотоизомеризации». Журнал молекулярной структуры . 1178 : 538–543. Bibcode : 2019JMoSt1178..538K . DOI : 10.1016 / j.molstruc.2018.10.071 .
  14. ^ DM Roundhill (1994). Фотохимия и фотофизика металлических комплексов . Springer. ISBN 978-1-4899-1495-8.
  15. ^ Gã¼Tlich, P. (2001). «Фотопереключаемые координационные соединения». Обзоры координационной химии . 219–221: 839–879. DOI : 10.1016 / S0010-8545 (01) 00381-2 .