Transferencia de protones intramolecular en estado excitado - Excited state intramolecular proton transfer
La transferencia de protones intramolecular en estado excitado ( ESIPT ) es un proceso en el que las moléculas fotoexcitadas relajan su energía a través de la tautomerización por transferencia de protones . Algunos tipos de moléculas podrían tener diferentes tautómeros de energía mínima en diferentes estados electrónicos , y si la estructura molecular del tautómero de energía mínima en el estado excitado es geometría de transferencia de protones entre átomos vecinos, puede ocurrir transferencia de protones en estado excitado. La tautomerización a menudo toma la forma de tautomerismo ceto-enólico .
Característica
Dado que una geometría de transferencia de protones suele ser el tautómero de energía mínima solo en el estado excitado y relativamente inestable en el estado fundamental, las moléculas que tienen carácter ESIPT pueden mostrar un desplazamiento de Stokes extraordinariamente mayor que las moléculas fluorescentes comunes , o exhibir una fluorescencia dual que la longitud de onda más corta uno proviene del tautómero original y uno de longitud de onda más larga del tautómero de transferencia de protones. Sin embargo, hay algunos casos excepcionales en los que las moléculas ESIPT no tienen luminiscencia dual o una emisión significativamente desplazada al rojo del tautómero transferido por protones, por varias razones.
La velocidad del proceso de ESIPT puede ralentizarse mediante la sustitución de deuterio del hidrógeno que se transfiere en ESIPT, porque la deuteración aumenta solo la masa de la transferencia de manera significativa, mientras que no cambia sustancialmente el potencial electrostático en la molécula. Sin embargo, la cantidad de cambio de velocidad puede estar en el rango de 1 ~ 50, dependiendo de la forma y el tamaño de las superficies de energía potencial de la molécula.
Solicitud
Basándose en la característica de que las moléculas suelen tener un desplazamiento de Stokes extraordinariamente mayor cuando se produce ESIPT, se han desarrollado varias aplicaciones utilizando fluorescencia desplazada al rojo. Las aplicaciones incluyen sensor de fotoluminiscencia de encendido , memoria óptica fotocrómica no destructiva y materiales emisores de luz blanca.
Porque el fenol no forma un cetal en condiciones normales porque no se tautomeriza en ningún grado útil; sin embargo, bajo ESIPT en presencia de un alcohol, por ejemplo, etilenglicol , fue posible atrapar 1,4-dioxaspiro [4.5] deca-6,8-dieno [23783-59-7].