Molecular Design of UV–vis Absorption and Emission Properties in Organic Fluorophores: Toward Larger Bathochromic Shifts, Enhanced Molar Extinction Coefficients, and Greater Stokes Shifts
Notice bibliographique
Résumé
Understanding the molecular origins of the optoelectronic properties of fluorophores provides rational guidelines for chemists to synthesize better-performing dyes. Factors affecting the UV–vis absorption spectral shift, molar extinction coefficients, and Stokes shift of fluorophores are herein examined at the molecular level, via both (time-dependent) density functional theory-based calculations and the empirical harmonic-oscillator-stabilization-energy (HOSE) and bond-length-alternation (BLA) models. The importance of these factors is discussed using six coumarin dyes as exemplars. In particular, a special focus is devoted to the Stokes shift, a critical parameter in fluorophores. It is demonstrated that incorporating a “rotational” substituent in a fluorophore molecule with tailored steric hindrance effects and resonance effects leads to a substantial increase in the Stokes shift, not only in coumarins but also in other chemical dye families: boron-dipyrromethenes (BODIPYs), cyanines, and stilbenes. Structure–property relationships concerning the rotational substituent are discussed in detail with examples of several dye families. These findings lead to the proposal of molecular design criteria that enable one to tune the Stokes shift. Such criteria provide a foundation for the molecular engineering of fluorophores with improved optoelectronic properties.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».