How and When Does an Unusual and Efficient Photoredox Reaction of 2-(1-Hydroxyethyl) 9,10-Anthraquinone Occur? A Combined Time-Resolved Spectroscopic and DFT Study
Notice bibliographique
Résumé
The photophysics and photochemical reactions of 2-(1-hydroxyethyl) 9,10-anthroquinone (2-HEAQ) were studied using femtosecond transient absorption (fs-TA), nanosecond transient absorption (ns-TA), and nanosecond time-resolved resonance Raman (ns-TR(3)) spectroscopy techniques and density functional theory (DFT) calculations. In acetonitrile, 2-HEAQ underwent efficient intersystem crossing to the triplet excited state ((2-HEAQ)(3)). A typical photoreduction reaction for aromatic ketones took place via production of a ketyl radical intermediate for 2-HEAQ in isopropanol. In water-containing solutions with pH values between 2 and 10, an unusual photoredox reaction reported by Wan and co-workers was detected and characterized. Observation of the protonated species in neutral and acidic aqueous solutions by fs-TA spectra indicated the carbonyl oxygen of (2-HEAQ)(3) was protonated initially and acted as a precursor of the photoredox reaction. The preference of the photoredox reaction to occur under moderate acidic conditions compared to neutral condition observed using ns-TR(3) spectroscopy was consistent with results from DFT calculations, which suggested protonation of the carbonyl group was the rate-determining step. Under stronger acidic conditions (pH 0), although the protonated (2-HEAQ)(3) was formed, the predominant reaction was the photohydration reaction instead of the photoredox reaction. In stronger basic solutions (pH 12), (2-HEAQ)(3) decayed with no obvious photochemical reactions detected by time-resolved spectroscopic experiments. Reaction mechanisms and key reactive intermediates for the unusual photoredox reaction were elucidated from time-resolved spectroscopy and DFT results. A brief discussion is given of when photoredox reactions may likely take place in the photochemistry of aromatic carbonyl-containing compounds and possible implications for using BP and AQ scaffolds for phototrigger compounds.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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