- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
氯甲基磺?;┖投燃谆酋;汗馄妆碚?、光异构化与热分解
摘要: 氯甲基和二氯甲基磺酰亚胺自由基(CH2ClS(O)2N 和 CHCl2S(O)2N)分别通过相应磺酰叠氮化合物 CH2ClS(O)2N3 和 CHCl2S(O)2N3 的紫外激光光解(193 nm 和 266 nm)生成。这两种亚胺自由基在固态氮气(10 K)和玻璃态甲苯(5 K)基质中通过矩阵隔离红外光谱和电子顺磁共振光谱进行了表征。确认了 CH2ClS(O)2N(|D/hc| = 1.57 cm?1,|E/hc| = 0.0026 cm?1)和 CHCl2S(O)2N(|D/hc| = 1.56 cm?1,|E/hc| = 0.0042 cm?1)具有三重态基态多重性。此外,首次鉴定出由 CHCl2S(O)2N 经 SO2 消除生成的二氯甲基亚胺自由基 CHCl2N(|D/hc| = 1.57 cm?1,|E/hc| = 0 cm?1)。在紫外光照射(365 nm)下,两种磺酰亚胺自由基 R–S(O)2N(R = CH2Cl 和 CHCl2)分别发生协同的 1,2-R 迁移生成 N-磺酰亚胺 R–NSO2 和 1,2-氧迁移生成 S-亚硝基化合物 R–S(O)NO。通过 15N 标记实验和 B3LYP/6-311++G(3df,3pd) 水平的量子化学计算,红外光谱对这些新物种的鉴定得到了支持。相比之下,热生成的磺酰亚胺自由基 CH2ClS(O)2N(600 K)和 CHCl2S(O)2N(700 K)在气相中完全解离,均生成 HCN、SO2、HCl、HNSO 和 CO。此外,在 CHCl2S(O)2N 的碎片产物中还鉴定出 ClCN、OCCl2、HNSO2、?NSO2 以及与大气相关的自由基 ?CHCl2?;谑笛楣鄄斓降牟锖图扑愕玫降氖颇苊?,讨论了 CH2ClS(O)2N 和 CHCl2S(O)2N 的重排和分解机制。
关键词: 分解、氮烯、叠氮化物、反应机理、光异构化、基质隔离
更新于2025-09-23 18:21:35
-
非平面绿色荧光蛋白生色团衍生物的体积守恒光异构化:非绝热动力学模拟
摘要: 基于朱-中村理论,在CASSCF水平上采用轨迹面跳跃方法,从理论上研究了非平面绿色荧光蛋白(GFP)发色团衍生物的非绝热动力学。几何优化显示存在四个基态极小值以及基态(S0)与第一激发态(S1)之间的四个圆锥交叉点。在垂直扭转的咪唑啉酮桥键构象处发现了四个S1态极小值。激发至S1态后,四种异构体的主要衰变途径涉及不同的S0/S1势能面圆锥交叉点。该GFP发色团衍生物的主要激发态弛豫机制是两个桥键与桥接甲基的协同扭转,以及中心碳原子的锥形化特征。随后两个桥键与甲基在S0态中依次发生进一步扭转。值得注意的是,该分子特殊的体积守恒运动源于整个光异构化过程中两个桥键同向扭转的特性。本研究为非平面GFP发色团衍生物的体积守恒光异构化机制提供了重要见解,我们认为该工作有助于受限介质中光致变色分子器件的设计。
关键词: 绿色荧光蛋白发色团衍生物,反应路径,表面跳跃动力学,光异构化
更新于2025-09-23 22:50:13
-
自推进多孔Janus颗粒的光驱动运动
摘要: 我们介绍了一种适用于多孔Janus型颗粒的光驱动自推进运动通用机制。该机制基于在适宜光照条件下,每个多孔颗粒周围产生的局部光驱动扩散泳流(l-LDDO)。通过含阳离子偶氮苯的表面活性剂引入光敏性——这种物质在光照下会发生从疏水性更强的反式态到亲水性更强的顺式态的光异构化反应。带负电的多孔二氧化硅颗粒分散于相应水溶液中时,会吸附处于反式态的分子而排斥顺式态分子。当蓝光同时触发光异构化的顺-反与反-顺转换时,由于半球星形金属帽部分封闭胶体破坏了颗粒周围径向局部流的对称性,胶体因顺式异构体持续向外扩散流与反式异构体向内扩散流形成的稳态流动而开始运动,从而产生自推进效应。Janus颗粒在微通道中呈现超扩散运动(速度约0.5微米/秒,持续长度约50微米),其运动方向在旋转扩散使其逆转前可保持长达300微米。通过构建不同形状的二聚体颗粒,可使其沿环形轨迹运动。该机制的独特之处在于:通过便捷的外部光学刺激(光强与照射波长)即可调节自推进强度,从而以时空可控的原位方式实现多样化的实验条件调控。
关键词: 多孔Janus颗粒、光异构化、光驱动运动、自推进、扩散-渗透流
更新于2025-09-12 10:27:22
-
偶氮苯液晶中由共传播绿色高斯光束控制的红色贝塞尔光束光学捕获
摘要: 研究了在光敏偶氮苯液晶中,毫瓦级功率的红光无衍射贝塞尔光束与绿光高斯光束的同步共传播现象。通过将窄宽度高斯光束相对于贝塞尔光束中心极大值进行微小位移,观察到贝塞尔光束发生畸变,其核心沿与绿光高斯光束位置相反的方向产生可控弯曲。关闭绿光后,贝塞尔光束的恢复动态显示出其中心核心显著的捕获光学特性,并呈现直径减小、强度增大且传播深度增加的瞬态类孤子传播现象,从而形成波导通道。
关键词: 空间孤子、贝塞尔光束、自聚焦、偶氮苯液晶、光异构化
更新于2025-09-11 14:15:04
-
基于多能级系统建模的量子点光电池具有增强的量子产率和效率
摘要: 一种紫外线能量耗散机制在防晒霜的光?;ばвχ衅鹱殴丶饔谩T诒狙芯恐?,我们发现了模型植物防晒剂甲基芥子酸酯(MS)的取代基依赖性紫外能量耗散机制。研究发现,MS及其对甲氧基衍生物p-OMeMS最初占据的V(ππ*)态会通过超快反式-顺式光异构化过程,在数十皮秒内非辐射弛豫至基态。然而对于对氢取代衍生物p-HMS,V(ππ*)态会在不到1皮秒的时间内内转换至相对暗态的V′(ππ*)态,导致激发态弛豫路径出现分支。其中V(ππ*)态仍如MS和p-OMeMS案例般进行非辐射弛豫,而V′(ππ*)态则主要通过光子发射衰减至基态,其寿命长达5纳秒。这是首次在芥子酸酯和肉桂酸酯研究中明确区分V(ππ*)与V′(ππ*)态的动力学差异。这些结果表明:在设计防晒剂时应避免V′(ππ*)态的产生。
关键词: 激发态动力学、芥子酸甲酯、植物防晒剂、紫外能量耗散、光异构化
更新于2025-09-11 14:15:04
-
通过强光-分子耦合操控偶氮苯的光异构化
摘要: 杂化光-分子态(极化激元)的形成为调控分子光化学提供了新策略。要充分挖掘其潜力,需建立一套补充传统光化学现象的极化激元工具箱。通过将最先进的计算光化学方法拓展至强耦合区域,我们在此揭示了极化激元化学特有的多种机制:极化激元间的相干种群振荡、困于死端极化激元态的猝灭效应,以及光化学反应路径与量子产率的改变。我们聚焦偶氮苯光异构化反应——该反应包含锥形交叉点及涉及多内部模的反应坐标等复杂光化学反应的核心特征。在强耦合区域会出现极化激元锥形交叉点,我们系统表征了其在光化学过程中的作用。这些具有化学细节的模拟研究,为理解强耦合如何影响真实分子的光化学提供了理论框架。
关键词: 偶氮苯、光化学、极化激元、光异构化、强耦合
更新于2025-09-10 09:29:36
-
时间依赖密度泛函理论在新兴可见光光开关分子内扭转电荷转移态中的表现
摘要: 半硫靛蓝染料(HTIs)是一类新兴的可见光光开关材料。通过采用M06、M062X、B3LYP和BMK密度泛函,我们研究了HTIs的局域激发(LE)态和分子内扭转电荷转移(TICT)态。综合所有泛函计算结果表明,这两种激发态均存在于HTIs的Z1和Z2构型中。研究发现,无论是LE态还是TICT态的形成,都受控于C2eC3单键旋转方向。不同泛函对LE态和TICT态存在固有偏向性。因此,合理组合多种泛函是研究具有多个激发态极小值体系的便捷方法。我们推荐采用M06与M062X泛函的组合方案。
关键词: 基准、呼啦扭转、分子机器、分子马达、光异构化
更新于2025-09-10 09:29:36
-
氯膦偶氮III的光异构化与电化学性质实验及第一性原理研究
摘要: 光响应分子已广泛应用于太阳能电池和分子器件中。本文报道了氯膦偶氮III(一种廉价商用分子,此前仅用作土族金属的比色试剂)的光响应行为,重点研究其在溶液或TiO2基底中的光异构化特性。除光机械性能外,研究发现该氯膦偶氮染料在水环境中可见光照射下能产生微弱但不可忽略的光电流。通过密度泛函理论计算解析了该功能分子的结构、电子及光学性质,并提出了提升氯膦偶氮III光电与光机械性能的可能途径,以实现集成器件中光机械与光电性能协同的多功能应用。
关键词: 锚定基团,光电流,光异构化
更新于2025-09-09 09:28:46
-
[当代化学专题集] 多维时间分辨光谱学 || 多维振动相干光谱学
摘要: 多维振动相干光谱技术自20世纪90年代起已成为激光光谱学的重要组成部分,其在多个科学领域的应用价值持续提升。本文在介绍振动相干光谱(VCS)原理后,重点评述了三种最广泛应用的多维VCS(multi-VCS)实验方法:飞秒受激拉曼光谱、泵浦-脉冲振动光谱和泵浦简并四波混频技术,着重分析这些方法在时域与频域中信号的产生机制及典型解析方法。所有多维技术的关键挑战在于:由于观测信号可能包含多种贡献因素或存在光学干涉效应导致的数据解读困难,以及如何通过调控实验参数(包括高阶非线性效应)来克服相应难题。我们概述了多维振动相干光谱如何帮助化学家理解分子结构变化及光化学反应的发生过程。为阐释本章所述技术的应用,特别选取两个分子体系深入讨论其电子激发态的振动动力学特征:(1) 作为非反应体系的类胡萝卜素;(2) 作为反应体系的芪衍生物。
关键词: 激发态、光异构化、多维光谱学、相干光谱学、电子-振动耦合、超快激光光谱学、拉曼光谱、振动光谱学
更新于2025-09-04 15:30:14
-
通过光触发皱纹擦除实现动态演化的表面图案
摘要: 对于许多应用而言,关键在于能够通过明确的远程信号按需触发聚合物表面形貌(尤其是周期性图案)的变化。在本研究中,我们报道了在拉伸应力作用下,弹性体基底支撑的薄聚合物层上皱纹波长发生光诱导级联变化的现象。通过采用超分子设计,可以轻松评估光活性与光惰性组分比例变化的影响,并证明这种动态光诱导变化的级联类型及进程速率均可通过该比例以及光照强度进行调控。此外,该现象的产生仅需每20个聚合物重复单元中约有一个被发色团占据,这使得亚纳米级的光异构化反应能极其高效地转化为10微米尺度的周期性表面图案变化。
关键词: 光触发皱纹擦除、聚合物表面形貌、光异构化、超分子设计、弹性体基底
更新于2025-09-04 15:30:14