靛红双氮二苯腙分子开关的光致异构化机理OA北大核心CSTPCD
腙类分子开关在超分子化学领域有非常重要的应用价值,基于靛红发色团发展出的新型腙类分子开关已被合成.因其具有可见光激发下的顺反异构化特征、衍生物的易合成性及对外界刺激的敏感性,其在生物化学领域具有重要的应用价值.然而,该新型分子开关的光致异构化机制尚不明确,异构过程是否存在新奇的现象也不得而知.本文采用基于半经验OM2/MRCI的轨迹面跳跃动力学方法,系统地研究了一种名为靛红双氮二苯腙分子开关E-Z异构化过程的光致异构化机理.研究发现该E构型分子开关的S_(1)激发态平均寿命约为107 fs,该分子开关的E-Z异构化量子产率为16.01%.通过对该分子开关光致异构化过程的计算,明确了两种不同分子开关异构化机制;除围绕C=N键旋转的传统分子开关异构机制之外,阐明了新的异构机制——分子开关转子部分面对面的扭转;通过时间分辨的荧光辐射谱的计算,预测了异构化过程中存在极快的荧光猝灭现象,并且伴随着荧光红移的发生;通过对计算得到的荧光光谱与激发态平均寿命的分析,提出了“暗态”的存在,并对“暗态”存在的原因给出了可能的解释.研究结果可为新型分子开关的设计及应用提供理论指导作用.
庞晓娟;赵凯玥;何航宇;张宁波;蒋臣威;
中国矿业大学材料与物理学院,徐州221116中国矿业大学矿业工程学院,徐州221116西安交通大学物理学院,凝聚态物质非平衡合成与调制教育部重点实验室,量子信息与量子光电器件陕西省重点实验室,西安710049
化学
分子开关光致异构化激发态非绝热动力学
《物理学报》 2024 (017)
P.151-160 / 10
国家自然科学基金(批准号:12204532,52174137);江苏省自然科学基金(批准号:BK20200648);中国矿业大学重点学科基金(批准号:2022WLXK16);中国矿业大学科研启动基金(批准号:102519047);中国矿业大学研究生创新计划(批准号:2024WLJCRCZL284)资助的课题.
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