Détermination du rendement quantique de photoisomérisation d’un photocommutateur Hydrazone

Le rendement quantique de photoisomérisation est une propriété photophysique fondamentale qui doit être déterminée avec précision dans l’étude des photocommutateurs nouvellement développés. Ici, nous décrivons un ensemble de procédures pour mesurer le rendement quantique de photoisomérisation d’une hydrazone photochromique en tant que modèle de photocommutateur bistable.

Les molécules organiques photocommutantes qui subissent des transformations structurelles entraînées par la lumière sont des composants clés pour construire des systèmes moléculaires adaptatifs, et elles sont utilisées dans une grande variété d’applications. Dans la plupart des études utilisant des photocommutateurs, plusieurs propriétés photophysiques importantes telles que les longueurs d’onde maximales d’absorption et d’émission, le coefficient d’atténuation molaire, la durée de vie de la fluorescence et le rendement quantique de la photoisomérisation sont soigneusement déterminées pour étudier leurs états électroniques et leurs processus de transition. Cependant, la mesure du rendement quantique de la photoisomérisation, l’efficacité de la photoisomérisation par rapport aux photons absorbés, dans un environnement de laboratoire typique est souvent compliquée et sujette à l’erreur car elle nécessite la mise en œuvre de mesures spectroscopiques rigoureuses et de calculs basés sur une méthode d’intégration appropriée. Cet article présente un ensemble de procédures pour mesurer le rendement quantique de photoisomérisation d’un photocommutateur bistable à l’aide d’une hydrazone photochromique. Nous prévoyons que cet article sera un guide utile pour l’étude des photocommutateurs bistables qui sont de plus en plus développés.

Les molécules organiques photochromiques ont attiré une attention considérable dans un large éventail de disciplines scientifiques, car la lumière est un stimulus unique qui peut éloigner un système de son équilibre thermodynamique de manière non invasive¹. L’irradiation de la lumière avec des énergies appropriées permet une modulation structurelle des photocommutateurs avec une précision spatio-temporelle élevée ^2,3,4. Grâce à ces avantages, divers types de photocommutateurs basés sur l’isomérisation configurationnelle des doubles liaisons (par exempl....

1. ^{Acquisition du}spectre RMN 1 H à l’état photostationnaire (PSS)

1. Dans un tube RMN à quartz naturel contenant 4,2 mg (0,01 mmol) d’hydrazone switch 1, ajouter 1,0 mL de diméthylsulfoxyde deutéré (DMSO-d ₆). Transférer la moitié de la solution dans un autre tube RMN.
2. Placez l’un des tubes RMN de 1 cm devant une lampe à arc au xénon équipée d’un filtre passe-bande de 436 nm. Commencez l’irradiation sur l’échantillo.......

Lors de l’irradiation de 1 dans un tube RMN avec une lumière de 436 nm (Z:E = 54:46 à l’état initial), la proportion de 1-E augmente en raison de l’isomérisation dominante Z-to-E de la liaison hydrazone C=N (Figure 1). Le rapport isomérique peut être facilement obtenu à partir des intensités de signal relatives d’isomères distincts dans le spectre RMN ¹H (figure 2)........

Diverses stratégies pour régler les propriétés spectrales et de commutation des photocommutateurs ont été développées, et le registre des photocommutateurs s’étend rapidement²⁸. Il est donc crucial de déterminer correctement leurs propriétés photophysiques, et nous prévoyons que les méthodes résumées dans cet article seront un guide utile pour les expérimentateurs. A condition que le taux de relaxation thermique soit très lent à température ambiante, la mesure des composition.......

Ce travail a été soutenu par les subventions de recherche de l’Université Chung-Ang en 2019 et la Fondation nationale de recherche de Corée (NRF-2020R1C1C1011134).