СПЕКТРАЛЬНО-ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ NО2-ЗАМЕЩЕННЫХ ПОРФИРИНОВ

УДК 535.34+535.35+535.372

Лазовская Олеся Илгамовна – ведущий инженер кафедры биотехнологии. Белорусский государственный технологический университет (ул. Свердлова, 13а, 220006, г. Минск, Республика Беларусь). E-mail: lazovskaya@belstu.by

Вершиловская Ирина Вацлавовна − кандидат биологических наук, доцент кафедры физики. Белорусский государственный технологический университет (ул. Свердлова, 13а, 220006, г. Минск, Республика Беларусь). E-mail: vershilovskaya@belstu.by

Леонтьев Виктор Николаевич − кандидат химических наук, доцент, заведующий кафедрой биотехнологии. Белорусский государственный технологический университет (ул. Свердлова, 13а, 220006, г. Минск, Республика Беларусь). E-mail: leontiev@belstu.by

Игнатовец Ольга Степановна − кандидат биологических наук, доцент, доцент кафедры биотехнологии. Белорусский государственный технологический университет (ул. Свердлова, 13а, 220006, г. Минск, Республика Беларусь). E-mail: ignatovets@belstu.by

Крук Николай Николаевич − доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой физики. Белорусский государственный технологический университет (ул. Свердлова, 13а, 220006, г. Минск, Республика Беларусь). E-mail: m.kruk@belstu.by

DOI: https://doi.org/ 10.52065/2520-6141-2025-290-4.

 

Ключевые слова: порфирин, NО2-замещение, спектры, флуоресценция, молекулярные орбитали, состояние с переносом заряда.

Для цитирования: Лазовская О. И., Вершиловская И. В., Леонтьев В. Н., Игнатовец О. С., Крук Н. Н. Спектрально-люминесцентные характеристики NО2-замещенных порфиринов // Труды БГТУ. Сер. 3, Физико-математические науки и информатика. 2025. № 1 (290). С. 20–25. DOI: 10.52065/2520-6141-2025-290-4.

Аннотация

Методами абсорбционной и люминесцентной спектроскопии исследованы спектрально-люминесцентные характеристики NО2-замещенных порфиринов, различающихся количеством присоединенных нитрогрупп и архитектурой периферического замещения. Обнаружено, что присоединение двух нитрогрупп непосредственно к Сm-атомам углерода порфиринового макроцикла приводит к значительным батохромным сдвигам полос в спектрах поглощения и их уширению. Установлено, что наблюдаемые изменения обусловлены дестабилизацией верхних заполненных молекулярных орбиталей (ВЗМО) макроцикла и вращением нитрогрупп, которое модулирует электронную коммуникацию заместителей с макроциклом. Дополнительное присоединение двух нитрогрупп через фенильный спейсер к другим Сm-атомам углерода оказывает слабое влияние на электронные спектры поглощения. Спектры флуоресценции исследованных порфиринов представляют собой широкую бесструктурную полосу со стоксовым сдвигом 1200 см–1. Квантовый выход флуоресценции Ффл равен 0,0014–0,0015. Предложено, что флуоресценция локально возбужденного ππ*-состояния полностью тушится путем заселения низколежащего состояния с переносом заряда (ПЗ-состояния) и наблюдаемое свечение обусловлено излучательной дезактивацией этого ПЗ-состояния.

Скачать

Список литературы

  1. Крук Н. Н. Строение и оптические свойства тетрапиррольных соединений. Минск: БГТУ, 2019. 216 с.
  2. Monod J., Wyman J., Changeux J.-P. On the nature of allosteric transitions: a plausible model // Journal of Molecular Biology. 1965. Vol. 12, no. 1. P. 88−118.
  3. Электронные и стерические эффекты заместителей как способ управления свойствами тетрапиррольных макроциклов / С. Г. Пуховская, Ю. Б. Иванова, Н. Н. Крук [и др.] // Функциональные материалы на основе тетрапиррольных макрогетероциклических соединений / под. ред. О. И. Койфмана. М., 2019. С. 63–101.
  4. Murov S. L., Carmichael I., Hug G. L. Handbook of photochemistry. New-York: Marcel Dekker, 1993. 420 p.
  5. Gouterman M., Wagniere G., Snyder L. R. Spectra of porphyrins. Part II. Four orbital model // Journal of Molecular Spectroscopy. 1963. Vol. 11, no. 2. P. 108−127.
  6. Гладков Л. Л., Крук Н. Н. Спектральные проявления модуляции энергии электронных орбиталей макроцикла порфина при вращении NO2-заместителя // Журн. прикл. спектр. 2024. Т. 91, № 5. C. 623–629.
  7. Senge M. O. Exercises in molecular gymnastics – bending, stretching and twisting porphyrins // Chem. Commun. 2006. P. 243–256.
  8. Pathways for photoinduced electron transfer in meso-nitro-phenyl-octaethylporphyrins and their chemical dimers / V. N. Knyukshto [et al.] // Chem. Phus. Letters. 1999. Vol. 304, no. 2. P. 155−166.
  9. Intramolecular interactions in the ground and excited state of tetrakis(N-methylpyridyl)porphyrins / F. J. Vergeldt [et al.] // J. Phys. Chem. 1995. Vol. 99, no. 13. P. 4397–4405.

Поступила 30.12.2024