水素結合組織体におけるプロトン移動フォトクロミズム

氢键组织中的质子转移光致变色

• 批准号: 15033216
• 负责人: 小川 桂一郎
• 金额: $ 3.01万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15033216/
• 关键词: フォトクロミズム; プロトン移動; プロトン互変異性; 水素結合; 会合; ヒドロキシキノリン; ヒドロキシアクリジン; ヒドロキシフェナジン

プロトン移動は化学や生命科学において重要な役割を果たしている.プロトン移動によって引き起こされるプロトン互変異性はπ共役系の組替えを伴うため,物質の色や性質の変化を引き起こすことがある.これが光照射によって起こればフォトクロミズムが発現することになる.私達は今回,2-ヒドロキシフェナジン(1),3-ヒドロキシアクリジン(2)および7-ヒドロキシキノリン(3)の2-メチルテトラヒドロフラン(MTHF)溶液に低温で紫外光を照射すると,著しい色変化が起こることを見出した.すなわち,1のMTHF溶液に,77Kで紫外光(高圧水銀ランプ,365nm)を照射したところ,黄色の溶液が赤紫色に変化した.紫外可視吸収スペクトルでは,光照射前はOH形に由来する吸収だけが見られるのに対して,光照射後はNH形に由来する吸収帯が見られた.すなわち,光照射によってNH形が生成している.光照射停止2時間後にはNH形に由来する吸収帯がほぼ消失した.2もほぼ同様の挙動を示した.3の光着色体は1,2とは異なり,77Kでは減衰は示さなかった.これらのフォトクロミズムの特徴は,プロトン移動が分子間で起こっていることである.これらの分子はOH基とN原子が離れているため,プロトン移動は分子内では起こりえない.それにもかかわらずプロトン移動が進行したことは,これが分子間で進行していることを示している.したがって,温度の低下に伴って分子間水素結合による会合体が形成され,その中で分子間プロトン移動が起こったものと考えられる.

质子转移在化学和生命科学中发挥着重要作用。质子转移引起的质子互变异构涉及π共轭体系的重组，可以引起物质颜色和性质的变化。这是由光照射引起的，如果发生这种情况，就会发生光致变色。将会发生。我们研究了 2-羟基吩嗪 (1)、3-羟基吖啶 (我们发现，当2）和7-羟基喹啉（3）在2-甲基四氢呋喃（MTHF）中的溶液在低温下用紫外光照射时，（高压汞灯，365 nm）发生显着的颜色变化。 ），黄色溶液变为红紫色。紫外-可见吸收光谱表明，在照射前，颜色来源于OH形式。虽然仅观察到吸收，但在光照射后观察到源自NH型的吸收带。换言之，在光照射停止后2小时产生了源自NH型的吸收带。观察到吸收带几乎消失。与1和2不同，3的光致变色材料在77K时没有表现出衰减。在这些分子中，OH基团和N原子相距很远，因此分子内不能发生质子转移。尽管如此，质子转移仍在进行，这一事实表明这是在分子之间发生的，因此，随着温度降低，会形成聚集体。由于分子间氢键，分子间质子转移发生在这些聚集体内。