TITLE

Luminescence studies of copper(I)-containing [2]pseudorotaxanes

AUTHOR(S)
Briggs, Breeze N.; Durola, Fabien; McMillin, David R.; Sauvage, Jean-Pierre
PUB. DATE
February 2011
SOURCE
Canadian Journal of Chemistry;Feb2011, Vol. 89 Issue 2, p98
SOURCE TYPE
Academic Journal
DOC. TYPE
Article
ABSTRACT
This report describes photoluminescence studies of copper-containing [2]pseudorotaxanes that mimic elements of functioning molecular machines. Excitation with visible light induces a formal oxidation of the metal center and simulates an actuation process. In all four [2]pseudorotaxanes studied, the ring ligand is the same, but the thread ligand is variable, namely 2,9-di(anisol-4-yl)-1,10-phenanthroline (dap), 6,6′-di(anisol-4-yl)-2,2′-bipyridine (o-dabipy), 5,5′-di(anisol-4-yl)-2,2′-bipyridine (m-dabipy), or 8,8′-di(anisol-4-yl)-3,3′-bi-isoquinoline (dabiiq). The absorbance bandshapes suggest that aryl substituents extending from the core ligands engage in stacking interactions and induce a partially flattened structure in the ground state. More severe flattening occurs in the excited state and precludes the observation of emission if inter-ligand steric forces do not limit the distortion. Thus, the [2]pseudorotaxanes containing dap or o-dabipy as the thread ligand exhibit uncorrected emission maxima at around 720 nm in room-temperature dichloromethane, while the less constrained analogues, containing dabiiq or m-dabipy, are not emissive in fluid solution and barely exhibit a signal in rigid media. In dichloromethane, the luminescence quantum yields of the dap- and o-dabipy-containing systems are 6 × 10-4 and 4 × 10-4, and the excited-state lifetimes are 98 ns and 90 ns, respectively. On a effectué des études de photoluminescence de [2]pseudorotaxanes contenant d cuivre et qui imitent les éléments de machines moléculaires opérationnelles. L'excitation à l'aide de lumière visible induit une oxydation formelle du centre métallique et simule un processus d'activation. Dans les quatre [2]pseudorotaxanes étudiés, le noyau du ligand est le même, mais le ligand commun est variable, soit la 2,9-di(anisol-4-yl)-1,10-phénanthroline (dap), la 6,6′-di(anisol-4-yl)-2,2′-bipyridine (o-dabipy), la 5,5′-di(anisol-4-yl)-2,2′-bipyridine (m-dabipy) et la 8,8′-di(anisol-4-yl)-3,3′-biisoquinoléine (dabiiq). Les formes des bandes d'absorption suggèrent que les substituants aryles qui s'orientent vers l'extérieur des ligands de coeur donnent lieu à des interactions d'empilement et qu'ils induisent une structure partiellement aplatie dans l'état fondamental. Un aplatissement plus important se produit dans l'état excité et il empêche l'observation de l'émission si les forces stériques inter-ligand ne limitent pas la distorsion. Ainsi, les [2]pseudorotaxanes qui contiennent du « dap » ou du « o-dibipy » comme ligand commun donnent lieu à des maxima d'émission non corrigée autour de 720 nm, à la température ambiante, dans le dichlorométhane, alors que les analogues avec moins de contraintes, contenant du « dabiiq » ou du « m-dapiry » ne donnent pas lieu à de l'émission en solution fluide et ils présentent à peine un signal en milieu solide. Dans la dichlorométhane, les rendements quantiques de luminescence des systèmes contenant du « dab » ou du « o-dabipy » sont de 6 × 10-4 et 4 × 10-4 et les temps de vie des états excités sont respectivement de 98 et 90 ns.
ACCESSION #
57986723

 

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