Fotoizomerizace

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání
Fotoizomerizace azobenzenu[1]

Fotoizomerizace je chemická reakce, druh izomerizace indukované světelnou energií.[2]

Existují vratné i nevratné fotoizomerizační reakce; označení fotoizomerizace se obvykle používá pro vratné.

Využití[editovat | editovat zdroj]

Fotoizomerizace retinalu je nutná pro funkci zraku.

Fotoizomerizovatelné substráty se používají například na výrobu roztoků pigmentů pro přepisovatelná CD a DVD a 3D optická datová média. O fotoizomerizovatelné molekuly je zájem také při vývoji molekulárních strojů, jako jsou molekulární přepínače[3][4] a motory.[5]

Fotoizomerizace se využívá také u aditiv do kapalných krystalů, kde tyto reakce pozměňují jejich lineární a nelineární vlastnosti.[6]

Fotoizomerizace umožňuje reorientaci molekul v kapalných krystalech, což se využívá v holografii[7] k tvorbě prostorových filtrů[8] a při optickém přepínání.[9]

Molekula methylové červeně, azobarviva často přidávaného do kapalných krystalů

Příklady[editovat | editovat zdroj]

Významnými skupinami látek, u kterých dochází k fotoizomerizaci, jsou azobenzeny,[1] stilbeny[10] a spiropyrany.[11]

Fotoizpmerizace norbornadienu na kvadricyklan

Za přítomnosti katalyzátoru se norbornadien po ozáření ultrafialovým zářením o vlnové délce kolem 300 nm mění na kvadricyklan . Při zpětné přeměně na norbornadien se uvolní energie kvadricyklanového kruhu jako teplo (ΔH = −89 kJ/mol). Tato reakce byla navržena jako možný způsob uchovávání sluneční energie.[12]

Fotoizomerizační reakce lze rozdělit do několika skupin; nejvýznamnější jsou přeměny trans-cis (nebo 'E-'Z) a přechody mezi otevřenými a uzavřenými kruhy. První z nich probíhá například u stilbenu a azobenzenu, tedy sloučenin obsahujících dvojné vazby, kde se jeden izomer mění na druhý rotací kolem dvojné vazby.[13]

Druhý typ fotoizomerizace se vyskytuje mimo jiné u fulgidu a diarylethenů. U těchto sloučenin dochází ke štěpení a tvorbě vazeb působením záření o určitých vlnových délkách.

Další skupinou fotoizomerizací je di-pí-methanový přesmyk.

Koordinační chemie[editovat | editovat zdroj]

Mnoho komplexů je citlivých na světlo a řada z nich podléhá fotoizomerizacím.[14] Příkladem takové reakce je přeměna bezbarvého cis-bis(trifenylfosfin)chloridu platnatého na žlutý trans isomer.

Fotoizomerizace PtCl2(PPh3)2

Některé komplexní sloučeniny po ozáření mění svůj spinový stav.[15]

Světlem vyvolaná změna spinu u [Fe(pyCH2NH2)3]2+ z vysokospinového na nízkospinový komplex

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Související články[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Photoisomerization na anglické Wikipedii.

  1. a b Almeria Natansohn; Paul Rochon. Photoinduced Motions in Azo-Containing Polymers. Chemical Reviews. 2002, s. 4139–4176. DOI 10.1021/cr970155y. PMID 12428986. 
  2. IUPAC Compendium of Chemical Terminology. [s.l.]: [s.n.], 2009. ISBN 978-0-9678550-9-7. DOI 10.1351/goldbook.P04622. Kapitola Photoisomerization. 
  3. A. Mammana et al. A Chiroptical Photoswitchable DNA Complex. Journal of Physical Chemistry B. 2011, s. 11581–11587. Dostupné online. DOI 10.1021/jp205893y. PMID 21879715. 
  4. A. Mokdad; J. Belof; S. Yi; S. Shuler; M. McLaughlin; B. Space; R. Larsen. Photophysical Studies of the Trans to Cis Isomerization of the Push−Pull Molecule: 1-(Pyridin-4-yl)-2-(N-methylpyrrol-2-yl)ethene (mepepy). Journal of Physical Chemistry B. 2008, s. 8310–8315. DOI 10.1021/jp803268r. PMID 18700732. Bibcode 2008JPCA..112.8310M. 
  5. J. Vachon et al. An ultrafast surface-bound photo-active molecular motor. Photochemical and Photobiological Sciences. 2014, s. 241–246. Dostupné online. DOI 10.1039/C3PP50208B. PMID 24096390. 
  6. I. Janossy; L. Szabados. Optical reorientation of nematic liquid crystals in the presence of photoisomerization. Physical Review E. 1998-10-01, s. 4598. Dostupné online. DOI 10.1103/PhysRevE.58.4598. Bibcode 1998PhRvE..58.4598J. 
  7. Alan G. Chen; David J. Brady. Real-time holography in azo-dye-doped liquid crystals. Optics Letters. 1992, s. 441–443. Dostupné online. DOI 10.1364/OL.17.000441. PMID 19784354. Bibcode 1992OptL...17..441C. 
  8. Jun-ichi Kato; Ichirou Yamaguchi. Nonlinear spatial filtering with a dye-doped liquid-crystal cell. Optics Letters. 1996, s. 767–769. Dostupné online. DOI 10.1364/OL.21.000767. PMID 19876152. Bibcode 1996OptL...21..767K. 
  9. Kenneth E. Maly; Michael D. Wand. Bistable ferroelectric liquid crystal photoswitch triggered by a dithienylethene dopant. Journal of the American Chemical Society. 2002, s. 7898–7899. DOI 10.1364/OPEX.13.002358. PMID 19495125. 
  10. David H. Waldeck. Photoisomerization dynamics of stilbenes. Chemical Reviews. 1991, s. 415–436. DOI 10.1021/cr00003a007. 
  11. Rafal Klajn. Spiropyran-based dynamic materials. Chemical Society Reviews. 2014, s. 148–184. DOI 10.1039/C3CS60181A. PMID 23979515. 
  12. Alexander D. Dubonosov; Vladimir A. Bren; V. A. Chernoivanov. Norbornadiene–quadricyclane as an abiotic system for the storage of solar energy. Russian Chemical Reviews. 2002, s. 917–927. DOI 10.1070/RC2002v071n11ABEH000745. Bibcode 2002RuCRv..71..917D. 
  13. Masoud Kazem-Rostami; Novruz G. Akhmedov; Sadegh Faramarzi. Spectroscopic and computational studies of the photoisomerization. Journal of Molecular Structure. 2019, s. 538–543. DOI 10.1016/j.molstruc.2018.10.071. Bibcode 2019JMoSt1178..538K. 
  14. D. M. Roundhill. Photochemistry and Photophysics of Metal Complexes. [s.l.]: Springer, 1994. ISBN 978-1-4899-1495-8. 
  15. Photoswitchable coordination compounds. Coordination Chemistry Reviews. 2001, s. 839–879. DOI 10.1016/S0010-8545(01)00381-2.