Name: determination of the photoisomerization quantum yield of a hydrazone photoswitch
Uploaded: 2022-02-07T14:00:00
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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).

1. Acquisition duspectre RMN 1 H à l’état photostationnaire (PSS)
<ol><li>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.</li>
	<li>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...

<ol>
	<li>Kathan, M., Hecht, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photoswitchable+molecules+as+key+ingredients+to+drive+systems+away+from+the+global+thermodynamic+minimum.">Photoswitchable molecules as key ingredients to drive systems away from the global thermodynamic minimum.</a> Chemical Society Reviews. 46, 5536-5550 (2017).</li><li>Feringa, B. L., Browne, W. 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J., Driessen, A. J. M., Szymanski, W., Feringa, B. 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R., Griffin, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+solar+energy+storage+under+ambient+conditions+in+a+MOF-based+solid-solid+phase-change+material.">Long-term solar energy storage under ambient conditions in a MOF-based solid-solid phase-change material.</a> Chemistry of Materials. 32 (23), 9925-9936 (2020).</li><li>Sun, C. -. L., Wang, C., Boulatov, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+photoswitches+in+the+storage+of+solar+energy.">Applications of photoswitches in the storage of solar energy.</a> ChemPhotoChem. 3 (6), 268-283 (2019).</li><li>Gu, M., Zhang, Q., Lamon, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanomaterials+for+optical+data+storage.">Nanomaterials for optical data storage.</a> Nature Reviews Materials. 1 (12), 16070 (2016).</li><li>Roke, D., Wezenberg, S. J., Feringa, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+rotary+motors:+Unidirectional+motion+around+double+bonds.">Molecular rotary motors: Unidirectional motion around double bonds.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 115 (38), 9423-9431 (2018).</li><li>Stranius, K., B&#246;rjesson, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determining+the+photoisomerization+quantum+yield+of+photoswitchable+molecules+in+solution+and+in+the+solid+state.">Determining the photoisomerization quantum yield of photoswitchable molecules in solution and in the solid state.</a> Scientific Reports. 7 (1), 41145 (2017).</li><li>Schneider, W. 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J., Magrini, M., Walba, D. M., Aprahamian, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Driving+a+liquid+crystal+phase+transition+using+a+photochromic+hydrazone.">Driving a liquid crystal phase transition using a photochromic hydrazone.</a> Journal of the American Chemical Society. 140 (42), 13623-13627 (2018).</li><li>Guo, X., Shao, B., Zhou, S., Aprahamian, I., Chen, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visualizing+intracellular+particles+and+precise+control+of+drug+release+using+an+emissive+hydrazone+photochrome.">Visualizing intracellular particles and precise control of drug release using an emissive hydrazone photochrome.</a> Chemical Science. 11 (11), 3016-3021 (2020).</li><li>Yang, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+enzymatic+synthesis+of+&#947;-cyclodextrin+using+a+photoremovable+hydrazone+template.">Dynamic enzymatic synthesis of &#947;-cyclodextrin using a photoremovable hydrazone template.</a> Chem. 7 (8), 2190-2200 (2021).</li><li>Yang, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multistage+reversible+Tg+photomodulation+and+hardening+of+hydrazone-containing+polymers.">Multistage reversible Tg photomodulation and hardening of hydrazone-containing polymers.</a> Journal of the American Chemical Society. 143 (40), 16348-16353 (2021).</li><li>Connors, K. 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L., Carmichael, I., Hug, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Handbook of hotochemistry 2nd ed. Rev. And expanded. , (1993).</li><li>D&#252;rr, H., Bouas-Laurent, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Photochromism: Molecules and Systems. , (2003).</li><li>Kl&#225;n, P., Wirz, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Photochemistry of Organic Compounds: From Concepts to Practice. , (2009).</li><li>Harris, J. D., Moran, M. J., Aprahamian, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+molecular+switch+architectures.">New molecular switch architectures.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 115 (38), 9414-9422 (2018).</li><li>Maafi, M., Brown, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+kinetic+model+for+AB(1&#981;)+systems:+A+closed-form+integration+of+the+differential+equation+with+a+variable+photokinetic+factor.">The kinetic model for AB(1&#981;) systems: A closed-form integration of the differential equation with a variable photokinetic factor.</a> Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. 187, 319-324 (2007).</li><li>Lahikainen, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tunable+photomechanics+in+diarylethene-driven+liquid+crystal+network+actuators.">Tunable photomechanics in diarylethene-driven liquid crystal network actuators.</a> ACS Applied Materials &amp; Interfaces. 12 (42), 47939-47947 (2020).</li><li>Mallo, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photochromic+switching+behaviour+of+donor-acceptor+Stenhouse+adducts+in+organic+solvents.">Photochromic switching behaviour of donor-acceptor Stenhouse adducts in organic solvents.</a> Chemical Communications. 52, 13576-13579 (2016).</li><li>Feldmeier, C., Bartling, H., Riedle, E., Gschwind, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=LED+based+NMR+illumination+device+for+mechanistic+studies+on+photochemical+reactions+-+Versatile+and+simple,+yet+surprisingly+powerful.">LED based NMR illumination device for mechanistic studies on photochemical reactions - Versatile and simple, yet surprisingly powerful.</a> Journal of Magnetic Resonance. 232, 39-44 (2013).</li></ol>

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...

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 exemple, stilbènes, azobenzènes, imines, fumaramides, thioindigos) et l’ouverture/fermeture de l’anneau (par exemple, spiropyranes, dithienylethenes, fulgides, adduits Stenhouse donneur-accepteur) ont été développés et utilisés comme composants de base de matériaux adaptatifs à différentes échelles de longueur. Les applications représentatives des photocommutateurs impliquent les matériaux photochromiques, l’administration de médicaments, les récepteurs et canaux commutables, le stockage d’informations ou d’énergie et les machines moléculaires 5,6,7,8,9,10,11,12. Dans la plupart des études présentant des photocommutateurs nouvellement conçus, leurs propriétés photophysiques telles que λmax d’absorption et d’émission, le coefficient d’atténuation molaire (ε), la durée de vie de la fluorescence et le rendement quantique de photoisomérisation sont caractérisées de manière approfondie. L’étude de ces propriétés fournit des informations clés sur les états et les transitions électroniques qui sont cruciales pour comprendre les propriétés optiques et le mécanisme d’isomérisation.
Cependant, la mesure précise du rendement quantique de photoisomérisation - le nombre d’événements de photoisomérisation qui se sont produits divisé par le nombre de photons à la longueur d’onde d’irradiation absorbée par le réactif - est souvent compliquée dans un environnement de laboratoire typique pour plusieurs raisons. La détermination du rendement quantique de photoisomérisation est généralement obtenue en surveillant l’avancement de la réaction et en mesurant le nombre de photons absorbés pendant l’irradiation. La principale préoccupation est que la quantité d’absorption de photons par unité de temps change progressivement parce que l’absorption totale par la solution change au fil du temps au fur et à mesure que la réaction photochimique se poursuit. Par conséquent, le nombre de réactifs consommés par unité de temps dépend de la section de temps dans laquelle il est mesuré pendant l’irradiation. Ainsi, on est obligé d’estimer le rendement quantique de photoisomérisation qui est défini différentiellement.
Un problème plus gênant survient lorsque le réactif et le photoproduit absorbent la lumière à la longueur d’onde d’irradiation. Dans ce cas, l’isomérisation photochimique se produit dans les deux sens (c.-à-d. une réaction photoréversible). Les deux rendements quantiques indépendants pour les réactions avant et arrière ne peuvent pas être obtenus directement à partir de la vitesse de réaction observée. Une intensité lumineuse inexacte est également une cause fréquente d’erreur. Par exemple, le vieillissement de l’ampoule change progressivement d’intensité; l’irradiance de la lampe à arc au xénon à 400 nm diminue de 30% après 1000 h de fonctionnement14. La propagation de la lumière non collimée rend l’irradiance incidente réelle nettement inférieure à la puissance nominale de la source. Ainsi, il est crucial de quantifier avec précision le flux de photons effectif. Il convient de noter que la relaxation thermique de la forme métastable à température ambiante doit être suffisamment faible pour être ignorée.
Cet article présente un ensemble de procédures pour déterminer le rendement quantique de photoisomérisation d’un photocommutateur bistable. Un certain nombre de photocommutateurs d’hydrazone développés par le groupe d’Aprahamian, l’équipe de recherche pionnière dans le domaine, ont été à l’honneur grâce à leur photoisomérisation sélective et à la stabilité remarquable de leurs isomères métastables 15,16,17. Leurs photocommutateurs d’hydrazone comprennent deux cycles aromatiques reliés par un groupe d’hydrazone, et la liaison C = N subit une isomérisation sélective E / Z lors de l’irradiation à des longueurs d’onde appropriées (Figure 1). Ils ont été incorporés avec succès en tant que composants mobiles de systèmes moléculaires dynamiques 18,19,20,21. Dans ce travail, nous avons préparé un nouveau dérivé d’hydrazone portant des groupes amides et étudié ses propriétés de photocommutation pour la détermination du rendement quantique de photoisomérisation.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1,10-phenanthroline</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>131377-2.5G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>340 nm bandpass filter, 25 mm diameter, 10 nm FWHM</td>
			<td>Edmund Optics</td>
			<td>#65-129</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>436 nm bandpass filter, 25 mm diameter, 10 nm FWHM</td>
			<td>Edmund Optics</td>
			<td>#65-138</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anhydrous sodium acetate</td>
			<td>Alfa aesar</td>
			<td>A13184.30</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl sulfoxide</td>
			<td>Samchun</td>
			<td>D1138</td>
			<td>HPLC grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl sulfoxide-d6</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>151874-25g</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gemini 2000; 300 MHz NMR spectrometer</td>
			<td>Varian</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>H2SO4</td>
			<td>Duksan</td>
			<td>235</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating bath</td>
			<td>JeioTech</td>
			<td>CW-05G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MestReNova 14.1.1</td>
			<td>Mestrelab Research S.L., https://mestrelab.com/</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Natural quartz NMR tube</td>
			<td>Norell</td>
			<td>S-5-200-QTZ-7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium ferrioxalate trihydrate</td>
			<td>Alfa aesar</td>
			<td>31124.06</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quartz absorption cell</td>
			<td>Hellma</td>
			<td>HE.110.QS10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV-VIS spectrophotometer</td>
			<td>Scinco</td>
			<td>S-3100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xenon arc lamp</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>SLS205</td>
			<td>Fiber adapter was removed</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

determination of the photoisomerization quantum yield of a hydrazone photoswitch

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.

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)....

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Determination of the Photoisomerization Quantum Yield of a Hydrazone Photoswitch

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.

Détermination du rendement quantique de photoisomérisation d’un photocommutateur Hydrazone

Photoswitching organic molecules that undergo light-driven structural transformations are key components to construct adaptive molecular systems, and they ...

Nous expliquons ici un ensemble de protocoles pour la mesure précise du rendement quantique de photoisomérisation d’une hydrazone photochromique en tant que molécule de photocommutation modèle. Les méthodes présentées ici peuvent être appliquées à d’autres familles de photocommutateurs bi-stables. Les protocoles pour les photocommutateurs avec des propriétés photo-physiques différentes et leurs directives de sélection sont fournis dans les informations supplémentaires.Pour commencer, placez l’échantillon RMN à une distance d’un centimètre devant une lampe à arc au xénon équipée d’un filtre passe-bande de 436 nanomètres et démarrez l’irradiation. Enregistrez un spectre RMN de protons tous les jours jusqu’à ce qu’il n’y ait pas d’échange dans les spectres lorsque le commutateur atteint le PSS. Pour un autre échantillon rmnographique, irradiez la solution à l’aide d’un filtre passe-bande de 340 nanomètres et enregistrez le spectre RMN comme décrit précédemment.Ouvrez les fichiers FID des spectres RMN aux PSS avec un logiciel de traitement RMN. Intégrez un ensemble distinctif de pics des isomères distincts et calculez les rapports isomériques. Placez l’échantillon préparé à une distance d’un centimètre devant une lampe à arc au xénon équipée d’un filtre passe-bande de 436 nanomètres et commencez l’irradiation.Mesurez le spectre d’absorption UV-visible toutes les deux heures jusqu’à ce qu’il n’y ait pas de changement dans les spectres lorsque le commutateur atteint le PSS. Pour un autre échantillon, irradiez la solution à l’aide d’un filtre passe-bande de 340 nanomètres et mesurez le spectre visible UV au PSS de la même manière. Déduisez les spectres d’absorbance des isomères purs 1-Z et 1-E et calculez leurs coefficients d’atténuation molaire à toutes les longueurs d’onde décrites dans le texte.Chauffer l’huile de silicium remplie dans un circulateur de bain chauffant à 131 degrés Celsius et vérifier si la température du bain est stabilisée. Immergez deux tubes d’échantillonnage RMN dans le bain chauffant. Après une heure de chauffage, transférez rapidement les tubes RMN dans un bain de glace carbonique pour mettre en pause la relaxation thermique causée par la chaleur latente.Décongeler les échantillons RMN à température ambiante et s’assurer que le diméthylsulfoxyde est décongelé. Ensuite, enregistrez les spectres RMN des protons des échantillons. Effectuez à nouveau le processus de chauffage et de décongélation et enregistrez les spectres RMN des protons des échantillons jusqu’à ce qu’il n’y ait pas de changement dans les spectres RMN des protons lorsque le commutateur atteint l’équilibre thermodynamique.Ouvrez les fichiers FID des spectres RMN obtenus au cours du chauffage et calculez la concentration de 1-E en fonction de la concentration totale de l’échantillon et du rapport isomérique. Ensuite, tracez la concentration moyenne de 1-E en fonction du temps de chauffage. Effectuez un ajustement exponentiel aux données pour obtenir la constante de vitesse de relaxation thermique, K, en utilisant l’équation décrite dans le texte.Tracer le logarithme naturel de K par rapport à réciproque de T.Effectuer un ajustement linéaire selon l’équation d’Arrhenius telle que décrite dans le texte pour extrapoler la constante de vitesse à température ambiante et calculer la demi-vie thermique de 1-E à température ambiante en utilisant l’équation décrite dans le texte. Dans un flacon en verre de 20 millilitres contenant 29,48 milligrammes de ferrioxalate trihydraté de potassium, ajouter huit millilitres d’eau désionisée. Ajouter un millilitre d’acide sulfurique aqueux 0,5 molaire à la solution de ferrioxalate et diluer à 10 millilitres avec de l’eau désionisée pour préparer un ferrioxalate molaire de 0,006 dans une solution d’acide sulfurique aqueux 0,05 molaire.Dans un autre flacon en verre de 20 millilitres contenant 10 milligrammes de 1, 10-phénanthroline et 1,356 gramme d’acétate de sodium anhydre, ajouter 10 millilitres d’acide sulfurique aqueux 0,1 molaire pour obtenir une solution tamponnée de phénanthroline à 0,1%. Mesurer le spectre d’absorption UV-visible de la solution de ferrioxalate. Déterminer la fraction de lumière absorbée à 340 et 436 nanomètres en utilisant les absorbances de la solution de ferrioxalate telles que décrites dans le texte.Placez la cuvette de quartz contenant la solution de ferrioxalate un centimètre devant la lampe à arc au xénon équipée d’un filtre passe-bande de 436 nanomètres. Commencez l’irradiation de l’échantillon pendant 90 secondes. Après irradiation, ajouter 0,35 millilitre de la solution de phénanthroline et une barre magnétique dans la cuvette, puis remuer pendant une heure dans l’obscurité pour former un complexe de ferroine.Préparer une cuvette de quartz contenant deux millilitres de solution de ferrioxalate non irradiée et 0,35 millilitre de la solution de phénanthroline sous forme d’échantillon non irradié. Mesurer la différence d’absorption UV-visible entre les échantillons non irradiés et irradiés. Répétez la procédure de préparation de l’échantillon et de mesure du spectre d’absorption UV-visible décrite précédemment avec un filtre passe-bande de 340 nanomètres.Calculez le flux de photons molaires arrivant à la cuvette à l’aide de cette équation. Placez l’échantillon préparé un centimètre devant la lampe à arc au xénon équipée d’un filtre passe-bande de 436 nanomètres et démarrez l’irradiation. Mesurez le spectre d’absorption UV-visible avec différents intervalles jusqu’à ce qu’il n’y ait pas de changement dans les spectres lorsque le commutateur atteint le PSS.Une fois arrivé au PSS, récupérez la cuvette du spectrophotomètre UV-Vis et irradiez la solution à l’aide d’un filtre passe-bande de 340 nanomètres. Mesurez le spectre d’absorption UV-visible comme décrit précédemment. À partir des spectres d’absorption UV-Vis obtenus, calculer les valeurs du facteur photocinétique Ft en utilisant les absorbances observées aux longueurs d’onde d’irradiation.Calculer les rendements quantiques unidirectionnels pour les processus de photoisomérisation Z à E et E à Z. Lors de l’irradiation à 436 nanomètres, la proportion de 1-E augmente en raison de l’isomérisation dominante Z à E de la double liaison hydrazone CN. Le rapport isomérique a été obtenu à partir des intensités de signal relatives d’isomères distincts dans le spectre RMN 1H.À 436 nanomètres, l’échantillon montre 92% de 1-E, tandis qu’à 340 nanomètres, 82% de 1-Z a été trouvé. Les rapports isomériques et les spectres d’absorption UV-Vis au PSS sont utilisés pour déduire les spectres UV-Vis des isomères purs 1-Z et 1-E. Ces spectres des isomères purs suggèrent que la photoisomérisation incomplète est attribuée au processus photochimique inverse.Pour déterminer le rendement quantique de photoisomérisation, il est nécessaire de mesurer le taux de relaxation thermique E à Z et le flux effectif de photons molaires. La constante de vitesse de relaxation thermique extrapolée à partir du diagramme d’Arrhenius était très faible à température ambiante, et donc, l’effet de la relaxation thermique dans le processus de photoisomérisation pouvait être ignoré. Le flux effectif de photons molaires arrivant à l’échantillon a été obtenu par actinométrie ferrioxalate et le rendement pseudo-quantique de la photoisomérisation à la longueur d’onde d’irradiation peut être calculé.Enfin, les rendements quantiques unidirectionnels pour les processus de photoisomérisation Z à E et E à Z peuvent être calculés à partir des rendements pseudo-quantiques. Pour déterminer le rendement quantique de photoisomérisation, il est essentiel d’obtenir des valeurs précises du taux de relaxation thermique à température ambiante et du flux effectif de photons molaires. Pour ceux qui traitent avec des photocommutateurs bi-stables autres que les hydrazones, il est important d’utiliser la méthode d’intégration appropriée pour le facteur photocinétique, qui est expliqué dans les informations supplémentaires.

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