Publication detail

Solid-State Photoswitching of Hydrazones Based on Excited-State Intramolecular Proton Transfer

Year: 2025

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Journal of the American chemical society

Publisher name: American Chemical Society

Place: Washington

Page from-to: 2421-2431

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Fotopřepínání hydrazonů v tuhé fázi na základě intramolekulárního přenosu protonů v excitovaném stavu	Vývoj nových fotochromních systémů je motivován možností reverzibilního řízení vlastností a funkcí materiálů s vysokým prostorovým a časovým rozlišením. Zatímco existuje několik tříd fotoswitchů fungujících v roztoku, návrh systémů účinně fungujících v pevném stavu zůstává velmi náročný, hlavně kvůli omezením souvisejícím s efekty omezení. Triarylhydrazony představují relativně novou podtřídu bistabilních hydrazonových fotoswitchů, které vykazují účinný Z/E fotochromismus v roztoku. Jako „velkoobjemové“ fotoswitche se u nich předpokládalo, že budou vykazovat pouze omezené fotoswitchování v pevném stavu. Zde ukazujeme, že Z izomery nově připravených triarylhydrazonů obsahujících perfluorovaný hydrazinový fenylový kruh (PHZ) vykazují působivý fotochromismus v pevném stavu s neočekávaným světlem indukovaným posunem absorpčního maxima do červené oblasti. Na základě výpočtů (časově závislé) teorie funkcionálu hustoty byl navržen mechanismus fotoswitchingové reakce zahrnující intramolekulární přenos protonů v excitovaném stavu, který racionalizuje pozorovaný posun absorpce do červené oblasti vytvořením metastabilní struktury přenosu protonů. Pokročilé experimentální techniky, včetně rentgenové difrakce, NMR a EPR spektroskopie v pevné fázi a konfokální Ramanovy mikroskopie, potvrdily navrhovaný mechanismus a odhalily, že pozorovaný fotochromismus je povrchový jev. Toto atypické fotochromní chování PHZ lze také realizovat pomocí viditelného světla a ve formě tenkých vrstev, což dokazuje jejich potenciální využití v optice a optoelektronice.	fotochromismus; salicylidenanilin; fotoizomerizace; fotochemie; izomerizace; mechanismus; spínače; polymery; dynamika; systémy
eng	Solid-State Photoswitching of Hydrazones Based on Excited-State Intramolecular Proton Transfer	"The development of new photochromic systems is motivated by the possibility of controlling the properties and functions of materials with high spatial and temporal resolution in a reversible manner. While there are several classes of photoswitches operating in solution, the design of systems efficiently operating in the solid state remains highly challenging, mainly due to limitations related to confinement effects. Triaryl-hydrazones represent a relatively new subclass of bistable hydrazone photoswitches exhibiting efficient Z/E photochromism in solution. As "large volume" photoswitches, they have been anticipated to display only limited solid-state photoswitching. Here, we show that the Z isomers of newly prepared triaryl-hydrazones containing a perfluorinated hydrazine phenyl ring (PHZs) exhibit impressive solid-state photochromism with an unexpected light-induced red-shift of the absorption maximum. Based on (time-dependent) density functional theory calculations, a photoswitching reaction mechanism involving the excited state intramolecular proton transfer has been proposed, which rationalizes the observed red-shift in absorption by the formation of a metastable proton transfer structure. Advanced experimental techniques including X-ray diffraction, solid-state NMR and EPR spectroscopy, and confocal Raman microscopy corroborated the suggested mechanism and revealed that the observed photochromism is a superficial phenomenon. This atypical photochromic behavior of PHZs can also be realized by using visible light and in the form of thin films, which manifests their potential use in optics and optoelectronics."	photochromism; salicylideneaniline; photoisomerization; photochemistry; isomerization; mechanism; switches; polymers; dynamics; systems

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links