zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-1416Research ArticleМОЛЕКУЛЯРНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯMOLECULAR SPECTROSCOPYВлияние эффекта внутреннего тяжелого атома на дезактивацию триплетных состояний порфиринов в присутствии молекулярного кислородаInfluence of Internal Heavy Atom Effect on the Deactivation of Triplet States in the Presence of Molecular OxygenСтарухинА. С.StarukhinA. S.

Minsk

a.starukhin@ifanbel.bas-net.byПанаринА. Ю.PanarinA. Yu.

Минск

Minsk

Институт физики НАН БеларусиB.I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences of BelarusГНПО “Оптика, оптоэлектроника и лазерная техника” НАН БеларусиSSPA “Optics, Optoelectronics, and Laser Technology”202325112023905747753Copyright © Старухин А.С., Панарин А.Ю., 20232023Старухин А.С., Панарин А.Ю.Starukhin A.S., Panarin A.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1416

Выполнены систематические исследования влияния эффекта внутреннего тяжелого атома на процессы дезактивации триплетных состояний в присутствии молекулярного кислорода для свободных оснований и металлокомплексов порфиринов с ионами Mg(II), Zn(II), Pd(II) и Pt(II) в нескольких растворителях. В экспериментах использованы методики лазерного фотолиза и прямого измерения времени жизни фосфоресценции для комплексов с тяжелыми ионами Pd(II) и Pt(II) при 293 К и атмосферной концентрации кислорода в растворе. Полученные результаты сопоставлены с ранее опубликованными данными по лазерному фотолизу металлокомплексов порфиринов и установлено их частичное несоответствие. Полученные данные обсуждаются совместно с результатами исследований аналогичных соединений в дегазированных растворах. Установлено, что на времена жизни триплетных состояний порфиринов существенное влияние оказывает эффект внутреннего тяжелого атома при атмосферной концентрации кислорода и в обескислороженных растворах. Продемонстрировано, что на параметры триплетных состояний могут оказывать влияние полярность используемых растворителей, а также особенности структуры исследуемых соединений.

The influence of internal heavy atom еffect on the deactivation of triplet states in the presence of molecular oxygen for free bases and metal complexes of porphyrins with Mg(II), Zn(II), Pd(II), and Pt(II) ions in several solvents has been systematically studied. The experiments used laser photolysis techniques and direct measurement of the phosphorescence lifetime for metal complexes with heavy Pd(II) and Pt(II) ions at 293 K and atmospheric oxygen concentration in solution. The results obtained are compared with previously published data on laser photolysis of porphyrin metal complexes, and their partial discrepancy is established. The data obtained are discussed together with the results of the study of analogous compounds in degassed solutions. It has been established that the lifetime of the triplet states of metalloporphyrins at atmospheric oxygen concentration and in deoxygenated solutions is significantly affected by the effect of the internal heavy atom. It has been demonstrated that for triplet states, the polarity of the solvents used, as well as structural features of the compounds under study, have a significant effect.

свободные основания и порфирины с ионами различных металловвремена жизни триплетных состоянийлазерный фотолизвремена жизни фосфоресценции в различных растворителяхfree bases and metalloporphyrins with different types of metallic ionslifetimes of triplet stateslaser photolysisphosphorescence times decay in various solventsРабота выполнена при финансовой поддержке Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований (грант Ф23МЭ-032), частичной поддержке ГПНИ “Конвергенция-2025” (задание 3.03.10) и ГПНИ “Фотоника и электроника для инноваций” (задание 1.8)ReferencesD. Monti, S. Nardis, M. Stefanelli, R. Paolesse, C. Natale, A. D’Amico. J. Sensors (2009) 856053D. Monti, S. Nardis, M. Stefanelli, R. Paolesse, C. Natale, A. D’Amico. J. Sensors (2009) 856053J. Park, J. Lee, W. Jang. Coord. Chem. Rev., 407 (2020) 213157J. Park, J. Lee, W. Jang. Coord. Chem. Rev., 407 (2020) 213157J. Gu1, Y. Peng, T. Zhou, J. Ma, H. Pang, Y. Yamauchi. Nano Res. Energy, 1 (2022) e9120009J. Gu1, Y. Peng, T. Zhou, J. Ma, H. Pang, Y. Yamauchi. Nano Res. Energy, 1 (2022) e9120009P. Gujarathi. The Pharma Innovation J., 9 (2020) 80—86P. Gujarathi. The Pharma Innovation J., 9 (2020) 80—86J. Park, K. Hong, H. Lee, W. Jang Acc. Chem. Res., 54 (2021) 2249—2260J. Park, K. Hong, H. Lee, W. Jang Acc. Chem. Res., 54 (2021) 2249—2260Y. Shi, F. Zhang, R. Linhardt. Dyes and Pigments, 188 (2021) 109136Y. Shi, F. Zhang, R. Linhardt. Dyes and Pigments, 188 (2021) 109136C. Marian. Adv. Rev., 2 (2012) 187—203C. Marian. Adv. Rev., 2 (2012) 187—203S. Perun, J. Tatchen, C. Marian. Chem. Phys. Chem., 9 (2008) 282—292 9. C. Grewer, H. Brauer. J. Phys. Chem., 98 (1994) 4230—4235S. Perun, J. Tatchen, C. Marian. Chem. Phys. Chem., 9 (2008) 282—292 9. C. Grewer, H. Brauer. J. Phys. Chem., 98 (1994) 4230—4235A. A. Krasnovsky, A. S. Kozlov. J. Photochem. Photobiol. A, 329 (2016) 167—174A. A. Krasnovsky, A. S. Kozlov. J. Photochem. Photobiol. A, 329 (2016) 167—174A. Harriman. J. Chem. Soc. Faraday, I, 76 (1980) 1978—1985A. Harriman. J. Chem. Soc. Faraday, I, 76 (1980) 1978—1985A. Harriman. J. Chem. Soc., Faraday Trans., II, 77 (1981) 1281—1291A. Harriman. J. Chem. Soc., Faraday Trans., II, 77 (1981) 1281—1291J. Darwent, P. Douglas, A. Harriman, G. Porter, M. Richoux. Coord. Chem. Rev., 44 (1982) 83—126J. Darwent, P. Douglas, A. Harriman, G. Porter, M. Richoux. Coord. Chem. Rev., 44 (1982) 83—126Б. М. Джагаров, К. И. Салохиддинов. Опт. и спектр., 51 (1981) 841—847Б. М. Джагаров, К. И. Салохиддинов. Опт. и спектр., 51 (1981) 841—847Б. М. Джагаров, Г. П. Гуринович, В. Е. Новиченков, К. И. Салохиддинов, А. М. Шульга,Б. М. Джагаров, Г. П. Гуринович, В. Е. Новиченков, К. И. Салохиддинов, А. М. Шульга,B. A. Ганжа. Xим. физика, 6 (1987) 1069—1078B. A. Ганжа. Xим. физика, 6 (1987) 1069—1078Б. М. Джагаров, Е. И. Сагун, B. A. Ганжа, Г. П. Гуринович. Xим. физика, 6 (1987) 919—927Б. М. Джагаров, Е. И. Сагун, B. A. Ганжа, Г. П. Гуринович. Xим. физика, 6 (1987) 919—927K. Sakamoto, E. Ohno-Okumura. Materials, 2 (2009) 1127—1135K. Sakamoto, E. Ohno-Okumura. Materials, 2 (2009) 1127—1135J. Sessler, А. Mozaffari, A. Johnson. Org. Syntheses, 70 (2003) 68—73J. Sessler, А. Mozaffari, A. Johnson. Org. Syntheses, 70 (2003) 68—73А. С. Старухин, А. А. Романенко, В. Ю. Плавский. Опт. и спектр., 130 (2022) 709—716А. С. Старухин, А. А. Романенко, В. Ю. Плавский. Опт. и спектр., 130 (2022) 709—716R. Uhl, B. Meyer, H. Desel. J. Biochem. Biophys. Methods, 10 (1984) 35—48R. Uhl, B. Meyer, H. Desel. J. Biochem. Biophys. Methods, 10 (1984) 35—48H. A. Isakau, M. V. Parkhats, V. N. Knyukshto, B. M. Dzhagarov, E. P. Petrov, P. T. Petrov. J. Photochem. Photobiol. B: Biology, 92 (2008) 165—174H. A. Isakau, M. V. Parkhats, V. N. Knyukshto, B. M. Dzhagarov, E. P. Petrov, P. T. Petrov. J. Photochem. Photobiol. B: Biology, 92 (2008) 165—174A. Gorski, M. Kijak, E. Zenkevich, V. Knyukshto, A. Starukhin, A. Semeikin, T. Lyubimova, T. Roliński, J. Waluk. J. Phys. Chem. A, 124 (2020) 8144—8158A. Gorski, M. Kijak, E. Zenkevich, V. Knyukshto, A. Starukhin, A. Semeikin, T. Lyubimova, T. Roliński, J. Waluk. J. Phys. Chem. A, 124 (2020) 8144—8158M. Montalti, A. Credi, L. Prodi, M. Gandolfi. Handbook of Photochemistry. Materials Science, 3rd ed., Boca Raton, SRC, Taylor & Francis Group (2006) 542—548M. Montalti, A. Credi, L. Prodi, M. Gandolfi. Handbook of Photochemistry. Materials Science, 3rd ed., Boca Raton, SRC, Taylor & Francis Group (2006) 542—548D. Papkovsky, T. O’Riordan. J. Fluoresc., 15 (2005) 569—584D. Papkovsky, T. O’Riordan. J. Fluoresc., 15 (2005) 569—584Н. В. Ивашин, С. Н. Терехов. Опт. и спектр., 126 (2019) 285—294Н. В. Ивашин, С. Н. Терехов. Опт. и спектр., 126 (2019) 285—294G. J. Smith. J. Chem. Soc., Faraday Trans., 78 (1982) 769—773G. J. Smith. J. Chem. Soc., Faraday Trans., 78 (1982) 769—773X. Zhan, W. Lee, L. K. Sudhakar, D. Kim, A. Mahammed, D. G. Churchill, Z. Gross. Inorg. Chem., 60 (2021) 8442—8446X. Zhan, W. Lee, L. K. Sudhakar, D. Kim, A. Mahammed, D. G. Churchill, Z. Gross. Inorg. Chem., 60 (2021) 8442—8446A. P. Darmanyan. Chem. Phys. Lett., 96 (1983) 383—389A. P. Darmanyan. Chem. Phys. Lett., 96 (1983) 383—389B. A. Ганжа, Г. П. Гуринович, Б. М. Джагаров, Г. Д. Егорова, Е. И. Сагун, А. М. Шульга, Журн. прикл. спектр., 50 (1989) 618—623V. A. Ganzha, G. P. Gurinovich, B. M. Dzhagarov, G. D. Egorova, E. I. Sagun, A. M. Shul’ga. J. Appl. Spectr., 50 (1989) 402—405

The authors declare that there are no conflicts of interest present.