Предиктивное моделирование фотохромизма дифильных спиронафтоксазинов в органических растворителях

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Acesso é pago ou somente para assinantes

Resumo

В настоящей работе представлены результаты квантово-химического моделирования и экспериментального изучения оптических свойств дифильных спиронафтоксазинов в органических растворителях. Впервые разработана предиктивная модель для расчета спектральных характеристик фотохромов данного класса. Показано, что учет многоконфигурационного взаимодействия методом CASSCF позволяет получать информацию о комплексной природе фотоиндуцированных электронных переходов в спиронафтоксазинах.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

Ю. Селивантьев

РХТУ им. Д.И. Менделеева; ИФХЭ РАН

Email: raitman.o.a@muctr.ru
Rússia, Миусская пл., 9, Москва, 125047; Ленинский пр., 31, корп. 4, Москва, 119071

Н. Спицын

РХТУ им. Д.И. Менделеева

Email: raitman.o.a@muctr.ru
Rússia, Миусская пл., 9, Москва, 125047

A. Морозов

РХТУ им. Д.И. Менделеева

Email: raitman.o.a@muctr.ru
Rússia, Миусская пл., 9, Москва, 125047

В. Митянов

РХТУ им. Д.И. Менделеева

Email: raitman.o.a@muctr.ru
Rússia, Миусская пл., 9, Москва, 125047

A. Кутасевич

РХТУ им. Д.И. Менделеева

Email: raitman.o.a@muctr.ru
Rússia, Миусская пл., 9, Москва, 125047

В. Новикова

РХТУ им. Д.И. Менделеева

Email: raitman.o.a@muctr.ru
Rússia, Миусская пл., 9, Москва, 125047

О. Райтман

РХТУ им. Д.И. Менделеева; ИФХЭ РАН

Autor responsável pela correspondência
Email: raitman.o.a@muctr.ru
Rússia, Миусская пл., 9, Москва, 125047; Ленинский пр., 31, корп. 4, Москва, 119071

Bibliografia

  1. Cusido J., Deniz E., Raymo F.M. // European J. Org. Chem. 2009. V. 2009. № 13. P. 2031.
  2. Zhang J., Zou Q., Tian H. // Advanced Materials. 2013. V. 25. № 3. P. 378.
  3. Berkovic G., Krongauz V., Weiss V. // Chem. Rev. 2000. V. 100, № 5. P. 1741–1754.
  4. Minkin V.I. // Chem. Rev. 2004. V. 104. № 5. P. 2751.
  5. Minkin V.I. // Molecular Switches. V. 1 / Eds B.L. Feringa, W.R. Browne. Wiley, 2011. P. 37.
  6. Jeong Y.J. et al. // J. Mater. Chem. C. 2016. V. 4. № 23. P. 5398.
  7. Suzuki M.-A. et al. // Molecular Crystals and Liquid Crystals Science and Technology. Section A. Molecular Crystals and Liquid Crystals. 1994. V. 246. № 1. P. 389.
  8. Frolova L.A. et al. // J. Mater. Chem. C. 2015. V. 3. № 44. P. 11675.
  9. Minkovska S. et al. // ACS Omega. 2024. V. 9. № 4. P. 4144.
  10. Xia H., Xie K., Zou G. // Molecules. 2017. V. 22. № 12. 2236.
  11. Klajn R. // Chem. Soc. Rev. 2014. V. 43. № 1. P. 148.
  12. Min Y. et al. // Polym. Chem. 2023. V. 14. № 7. P. 888.
  13. Klajn R., Stoddart J.F., Grzybowski B.A. // Chem. Soc. Rev. 2010. V. 39. № 6. P. 2203.
  14. Zhang D. et al. // Soft. Matter. 2019. V. 15. № 18. P. 3740.
  15. Jonsson F. et al. // Langmuir. 2013. V. 29. № 7. P. 2099.
  16. Malinčík J. et al. // J. Mol. Liq. 2022. V. 346. 117842.
  17. Ivashenko O. et al. // Langmuir. 2013. V. 29. № 13. P. 4290.
  18. Garling T. et al. // Journal of Physics Condensed Matter. Institute of Physics Publishing. 2017. V. 29. № 41. 414002.
  19. Tachibana H., Yamanaka Y., Matsumoto M. // J. Mater. Chem. 2002. V. 12. № 4. P. 938.
  20. Laurent A.D., Adamo C., Jacquemin D. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2014. V. 16. № 28. P. 14334.
  21. Rostovtseva I.A. et al. // J. Mol. Struct. 2017. V. 1145. P. 55.
  22. Liu X. et al. // Struct. Chem. 2022. V. 33. № 4. P. 1355.
  23. Chernyshev A.V. et al. // Dyes and Pigments. 2014. V. 111. P. 108.
  24. Finnerty J.J., Koch R. // J. Phys. Chem. A. 2010. V. 114. № 1. P. 474–480.
  25. Fabian J. // Dyes and Pigments. 2010. V. 84. № 1. P. 36.
  26. Guillaume M., Champagne B., Zutterman F. // J. Phys. Chem. A. 2006. V. 110. № 48. P. 13007.
  27. Liu F., Morokuma K. // J. Am. Chem. Soc. 2013. V. 135. № 29. P. 10693.
  28. Liu F. et al. // J. Chem. Theory Comput. 2013. V. 9. № 10. P. 4462.
  29. Khairutdinov R.F. et al. // J. Am. Chem. Soc. 1998. V. 120. № 49. P. 12707.
  30. Voloshin N.A. et al. // Russian Chemical Bulletin. 2003. V. 52. № 5. P. 1172.
  31. Weigend F., Ahlrichs R. // Physical Chemistry Chemical Physics. 2005. V. 7. № 18. 3297.
  32. Neese F. et al. // Chem. Phys. 2009. V. 356. № 1–3. P. 98.
  33. Grimme S. et al. // J. Chem. Phys. 2021. V. 154. № 6. 064103.
  34. Grimme S. et al. // J. Chem. Phys. 2010. V. 132. № 15. 154104.
  35. Grimme S., Ehrlich S., Goerigk L. // J. Comput. Chem. 2011. V. 32. № 7. P. 1456.
  36. Barone V., Cossi M. // J. Phys. Chem A. 1998. V. 102. № 11. P. 1995.
  37. Neese F. // WIREs Computational Molecular Science. 2012. V. 2. № 1. P. 73.
  38. Neese F. // WIREs Computational Molecular Science. 2018. V. 8. № 1. e1327.
  39. Selivantev Yu. M. et al. // Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2024. V. 60. № 1. P. 110.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. Scheme of photochromism of spironaphthoxazines.

Baixar (90KB)
Metadados
3. Рис. 2. Различные типы закрытых и открытых конформаций спиронафтоксазинов: а- закрытые цис- и транс-формы; б- переход между ТТС- и СТС-конформациями мероцианиновой формы.

Baixar (179KB)
Metadados
4. Fig. 3. Structures of amphiphilic spironaphthoxazines.

Baixar (296KB)
Metadados
5. Fig. 4. Spectra of compounds I–V in acetonitrile (a), spectra of amphiphilic unsubstituted spironaphthoxazine II in various solvents (b).

Baixar (331KB)
Metadados
6. Fig. 5. Experimental (1) and calculated (2) spectrum of compound I in the TTC conformation with indication of electronic transitions (vertical lines). Solvent – acetonitrile.

Baixar (148KB)
Metadados
7. Fig. 6. Orbitals involved in the electronic transitions of the main band of open spironaphthoxazines: a – n-orbital (LEP of the nitrogen atom); b – π-bonding orbital; c – π*-antibonding orbital.

Baixar (279KB)
Metadados
8. Fig. 7. a – Experimental (1) and calculated (2) spectra of compound I in the TTC conformation with indication of electronic transitions (vertical lines); solvent – acetonitrile; b – π*-orbital participating in all transitions; c – bonding orbital of the main π–π*-transition; g – nonbonding orbital of the n–π*-transition; d – bonding orbital of the additional π–π*-transition with charge transfer.

Baixar (701KB)
Metadados
9. Fig. 8. Deviation of calculated absorption wavelengths from experimental ones for compounds I–V in different solvents.

Baixar (391KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025