Impact of Solvation on the Photoisomerization Mechanism of Oxindole Switches with Electron-Donating Substituents
Notice bibliographique
Résumé
Molecular photoswitches that undergo Z/E photoisomerization are fundamental components of light-driven molecular machines. Their efficiency is determined by ultrafast isomerization dynamics and high quantum yields, both of which are strongly modulated by the solvent environment. In this work, we examine two protonation states of an oxindole-based photoswitch in methanol. Using a combination of quantum mechanics/molecular mechanics (QM/MM) simulations with semi-empirical and high-level electronic structure methods, we compute radial distribution functions, isomerization free energy barriers, absorption spectra, and nonadiabatic dynamics in solution. We find that the deprotonated oxindole establishes stronger hydrogen bonds with methanol, whereas the protonated form adopts a pre-twisted conformation in solution. Nonadiabatic dynamics reveal that the weaker hydrogen bonding of the protonated state permits coherent isomerization, in contrast to the deprotonated form, where solvent fluctuations exert a stronger influence on individual trajectories. These findings clarify how solvent interactions govern the photoisomerization pathways of molecular photoswitches and inform the design of light-driven molecular machines, thereby enabling precise control of their operation in the condensed phase.
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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 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».