Investigation on the π-Dimer/σ-Dimer of 1,8-Dihydroxy-9,10-anthracenedione in the Process of Electrochemical Reduction by Using IR Spectroelectrochemical Cyclic Voltabsorptometry and Derivative Cyclic Voltabsorptometry

Wei, Cheng; Jin, Baokang; Huang, Peng; Cheng, Longjiu; Zhang, Shengyi; Tian, Yupeng

doi:10.1021/jp3116947

Cited by 15 publications

(13 citation statements)

References 38 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Bei Potentialen bis zu À1.45 Vg egen Fc + /Fc bilden sich Banden bei ñ = 1404 und 1492 cm À1 ,d ie durch AQ À verursacht werden. Bei noch negativeren Potentialen verschwinden diese Absorptionen jedoch wieder,u nd es bildet sich eine neue Bande bei ñ = 1366 cm À1 ,d ie AQ 2À zugeordnet werden kann [8]. Daraus schließen wir, dass nach Lichtanregung der Pentade I ein ladungsgetrennter Zustand mit zwei TAA + -Einheiten und einer AQ 2À -Einheit gebildet wird.…”

unclassified

Lichtgetriebene Elektronenakkumulation in einer molekularen Pentade

Orazietti¹,

Kuss‐Petermann²,

Hamm³

et al. 2016

Angewandte Chemie

View full text Add to dashboard Cite

Die Akkumulation und vorübergehende Speicherung von Redox-¾quivalenten mithilfe von sichtbarem Licht als Energiequelle ist von zentraler Bedeutung für die künstliche Photosynthese,daSchlüsselreaktionen wie die Reduktion von CO 2 oder die Oxidation von Wasser die Übertragung von mehreren Ladungen bedingen. Hier wird über das erste rein molekulare System berichtet, in dem nachA nregung mit sichtbarem Lichte in langlebiger ladungsgetrennter Zustand (t % 870 ns) mit zwei akkumulierten Elektronen auf einem geeigneten Akzeptor beobachtet werden kann. Vonbesonderer Bedeutung dabei ist, dass kein Opferreagens verwendet wurde.Molekulare Katalysatoren für die Reduktion von CO 2 oder die Oxidation von Wasser werden üblicherweise mithilfe von Opferdonoren oder -akzeptoren untersucht, welche die erforderliche Mehr-Elektronen-Redoxchemiee rmçglichen. [1] Für eine nachhaltige Solarenergieumwandlung ist jedoch die lichtgetriebene Akkumulation und vorübergehende Speicherung von Redox-¾quivalenten ohne Verwendung von Opferreagentien hçchst erstrebenswert. [2] Lichtinduzierte Elektronenübertragungen in molekularen Systemen werden seit mehreren Jahrzehnten erforscht, aber in den allermeisten bisherigen Studien wurde lediglich über den Tr ansfer von einzelnen Elektronen berichtet. [3] Untersuchungen der lichtgetriebenen Ladungsakkumulation machten sich normalerweise Opfer-Hilfsreagentien zu Nutze, [4] von einigen wenigen Ausnahmen abgesehen. [5] Allerdings gelang es bis jetzt nicht, langlebige ladungsgetrennte Zustände (t > 5ns) zu erhalten, in denen zwei Elektronen auf einem einzelnen molekularen Akzeptor akkumuliert wurden.Mit diesem Ziel vor Augen entwickelten wir die in Schema 1g ezeigte molekulare Pentade I,m it der Idee,d ass nach Anregung der beiden Ru(bpy) 3 2+ -Photosensibilisatoren (bpy = 2,2'-Bipyridin) zwei Elektronen auf der zentralen Anthrachinon(AQ)-Einheit akkumuliert werden kçnnen. Die beiden terminalen Tr iarylamin(TAA)-Einheiten sollten dabei als reversible (Nicht-Opfer-)Elektronendonoren fun-gieren. Die molekulare Triade II fungierte als Referenzverbindung,inder AQ nach Lichtanregung nur einfach reduziert werden kann. Synthesebeschreibungen und Produktcharakterisierungen finden sich in den Hintergrundinformationen (SI). Sowohl UV/Vis-Spektren (SI, Seite S8) als auch Zyklovoltammetrie (SI, Seite S9) lassen auf eine schwache elektronische Kopplung zwischen den einzelnen molekularen Komponenten von I und II schließen. Transiente Absorptionsspektroskopie im UV/Vis-Spektralbereich nach gepulster Anregung bei l = 532 nm deutet auf die Bildung von TAA + und reduziertem AQ in CH 3 CN hin (SI, Seite S10), [6] aber auf der Grundlage dieser Daten ist es schwierig,z wischen AQ À und AQ 2À zu unterscheiden. Infrarotspektroskopie ist dazu wesentlich besser geeignet.Die transienten IR-Differenzspektren von Abbildung 1 wurden 0.5 ns nach Anregung von 1mm Lçsungen von I und II in wasserfreiem CD 3 CN unter Inertgas gemessen. Anregung erfolgte selektiv in die 1 MLCT-Absorptionsbande der Ru II -Photosensibilisatoren bei l = 415 n...

show abstract

unclassified

Lichtgetriebene Elektronenakkumulation in einer molekularen Pentade

Orazietti¹,

Kuss‐Petermann²,

Hamm³

et al. 2016

Angewandte Chemie

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Thus only π-dimer exists for Q in the redox process. This result is different from that of 1, 8-dihydroxy-9, 10-anthracenedione for which π-dimer reacts to form σ-dimer slowly [27]. The reason is probably that the existence of intramolecular hydrogen-bonding for 1, 8-dihydroxy-9, 10-anthracenedione contributes to the stabilization of σ-dimer.…”

Section: Q In Acetonitrile (Ch 3 Cn)mentioning

confidence: 65%

“…For 1, 8-dihydroxy-9, 10-anthracenedione, both π-dimer and σ-dimer exist in acetonitrile [27]. The dimerization of anion radicals for some substituted quinones has been proposed.…”

Section: Accepted Manuscriptmentioning

confidence: 99%

“…It has been demonstrated that the formation of π-dimer occurs prior to formation of σ-dimer , in addition, a π-dimer forming reaction is very rapid with relatively small equilibrium constant and a σ-dimer forming reaction has a slow rate with large equilibrium constant [18,27,32]. There are still three couples of anodic and cathodic peaks for Q in the thin-layer cell under a A C C E P T E D M A N U S C R I P T ACCEPTED MANUSCRIPT 10 high potential scan rate (v= 50 mV/s, not shown).…”

Section: Q In Acetonitrile (Ch 3 Cn)mentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Investigation on redox mechanism of 1,4-naphthoquinone by in situ FT-IR spectroelectrochemistry

Chen

Jin

2015

Journal of Electroanalytical Chemistry

View full text Add to dashboard Cite

“…To gain insights into their biological action, mode of reaction, and determine their physicochemical parameters, several researchers have studied the reduction of these molecules under different conditions [16]. The quinones and anthracenediones undergo two successive one-electron reduction steps to produce the corresponding semiquinone and dianion, generating two separate cathodic waves in which the first step is fully electrochemically reversible and the second step is either reversible or quasi-reversible, depending on the experimental conditions [17][18][19][20][21].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%