zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences10.47612/0514-7506-2022-89-2-177-183zhps-999Research ArticleСтатьиФормирование J-агрегатов 21-тиа-5,10,15,20-тетра-(4-сульфофенил)-порфирина в водных растворахFormation of J-Aggregates of the 21-Thia-5,10,15,20-Tetra-(4-Sulfonatophenyl)-Porphyrin in Water SolutionsМельникА. Д.MelnikA. D.

 Минск 

 Minsk 

ЖебитТ. С.ZhebitT. S.

  Минск 

 Minsk 

КрыловА. Б.KrylovA. B.

 Минск 

 Minsk 

ПуховскаяС. Г.PukhovskayaS. G.

 Иваново 

Ivanovo

svetlana.puhovskaya@mail.ruИвановаЮ. Б.IvanovaYu. B.

 Иваново 

Ivanovo

jjiv@yandex.ruКрукН. Н.KrukM. M.

 Минск 

 Minsk 

krukmikalai@yahoo.comБелорусский государственный технологический университетBelarusian State Technological UniversityИвановский государственный химико-технологический университетIvanovo State University of Chemistry and TechnologyИвановский государственный химико-технологический университет; Институт химии растворов имени Г. А. Крестова Российской АНIvanovo State University of Chemistry and Technology; G. A. Krestov Institute of Solution Chemistry of Russian Academy of Sciences202222032022892177183Copyright © Мельник А.Д., Жебит Т.С., Крылов А.Б., Пуховская С.Г., Иванова Ю.Б., Крук Н.Н., 20222022Мельник А.Д., Жебит Т.С., Крылов А.Б., Пуховская С.Г., Иванова Ю.Б., Крук Н.Н.Melnik A.D., Zhebit T.S., Krylov A.B., Pukhovskaya S.G., Ivanova Y.B., Kruk M.M.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/999

Обнаружено формирование J-агрегатов 21-тиа-5,10,15,20-тетра-(4-cульфофенил)-порфирина в подкисленных водных растворах и измерены их спектрально-люминесцентные характеристики. Показано, что спектрально-люминесцентные характеристики J-агрегатов определяются экситонными взаимодействиями. Определено количество когерентно взаимодействующих мономерных молекул порфирина в агрегате. Установлено, что J-агрегаты гетеропорфирина флуоресцируют с квантовым выходом флуоресценции Ффл = 1.8 × 10–4. Обнаружена фотолабильность J-агрегатов: при фотовозбуждении J-агрегатов в полосу поглощения при 503 нм они разрушаются до мономерных дважды протонированных молекул. Процесс фотомономеризации является обратимым, при хранении раствора в темноте вновь стабилизируются J-агрегаты.

The formation of J-aggregates of 21-thia-5,10,15,20-tetra-(4-sulfonatophenyl)-porphyrin in acidified water solutions is herein revealed for the first time and their spectral-luminescent properties are measured. It is shown that the spectral-luminescent properties of J-aggregates are due to the excitonic interactions, and the number of coherent interacting monomeric porphyrin molecules in the aggregate is evaluated. It is found that J-aggregates of heteroporphyrin have fluorescence, and the fluorescence quantum yield Фfl is found to be as low as 1.8 × 10–4. The photolability of J-aggregates is found, namely, upon J-aggregate photoexcitation to the absorption band at 503 nm they collapse to the monomeric doubly protonated molecules. The process of photomonomerisation is reversible: upon keeping the solution in the dark, J-aggregates form again.

гетеропорфириныпротонированиеJ-агрегатыспектр поглощенияфлуоресценцияheteroporphyrinsprotonationJ-aggregatesabsorption spectrafluorescenceРабота выполнена при финансовой поддержке государственной программы научных исследований Республики Беларусь “Конвергенция 2025” (подпрограмма “Междисциплинарные исследования и новые зарождающиеся технологии”, задание 3.03.10 (НИР 2)).ReferencesM. Luciano, C. Brueckner. Molecules, 22 (2017) 1—47M. Luciano, C. Brueckner. Molecules, 22 (2017) 1—47K. Kano, H. Minamizono, T. Kitae, S. Negi. J. Phys. Chem. A, 101 (1997) 6118—6124K. Kano, H. Minamizono, T. Kitae, S. Negi. J. Phys. Chem. A, 101 (1997) 6118—6124K. Kano, K. Fukuda, H. Wakami, R. Nishiyabu, R.F. Pasternack. J. Am. Chem. Soc., 122 (2000) 7494—7502K. Kano, K. Fukuda, H. Wakami, R. Nishiyabu, R.F. Pasternack. J. Am. Chem. Soc., 122 (2000) 7494—7502Д. В. Кленицкий, И. В. Вершиловская, Н. Н. Крук. Журн. прикл. спектр., 87 (2020) 700—705 [D. V. Klenitsky, I. V. Vershilovskaya, M. M. Kruk. J. Appl. Spectr., 87 (2020) 784—788]Д. В. Кленицкий, И. В. Вершиловская, Н. Н. Крук. Журн. прикл. спектр., 87 (2020) 700—705 [D. V. Klenitsky, I. V. Vershilovskaya, M. M. Kruk. J. Appl. Spectr., 87 (2020) 784—788]O. Ohno, Y. Kaizu, H. Kobayashi. J. Chem. Phys., 99 (1993) 4128—4139O. Ohno, Y. Kaizu, H. Kobayashi. J. Chem. Phys., 99 (1993) 4128—4139J. M. Ribo, J. Crusats, J.-A. Farrera, M. Luz Valero. J. Chem. Soc., Chem. Commun., 6 (1994) 681—682J. M. Ribo, J. Crusats, J.-A. Farrera, M. Luz Valero. J. Chem. Soc., Chem. Commun., 6 (1994) 681—682N. C. Maiti, M. Ravikanth, S. Mazumdar, N. Periasamy. J. Phys. Chem., 99 (1995) 17192—17197N. C. Maiti, M. Ravikanth, S. Mazumdar, N. Periasamy. J. Phys. Chem., 99 (1995) 17192—17197D. L. Akins, H.-R. Zhu, C. Guo. J. Phys. Chem., 100 (1996) 5420—5425D. L. Akins, H.-R. Zhu, C. Guo. J. Phys. Chem., 100 (1996) 5420—5425N. C. Maiti, S. Mazumdar, N. Periasamy. J. Phys. Chem. B, 102 (1998) 1528—1538N. C. Maiti, S. Mazumdar, N. Periasamy. J. Phys. Chem. B, 102 (1998) 1528—1538A. S. R. Koti, J. Taneja, N. Periasamy. Chem. Phys. Lett., 375 (2003) 171—176A. S. R. Koti, J. Taneja, N. Periasamy. Chem. Phys. Lett., 375 (2003) 171—176Yu. V. Malyukin, A. V. Sorokin, V. P.Seminozhenko. Low Temp. Phys., 42 (2016) 429—440Yu. V. Malyukin, A. V. Sorokin, V. P.Seminozhenko. Low Temp. Phys., 42 (2016) 429—440J. Knoester, F. C. Spano. In: J-Aggregates, World Scientific, Ed. T. Kobayashi, Singapore (1996) 111—160J. Knoester, F. C. Spano. In: J-Aggregates, World Scientific, Ed. T. Kobayashi, Singapore (1996) 111—160G. De Luca, A. Romeo, L. M. Scolaro. J. Phys. Chem. B, 109 (2005) 7149—7158G. De Luca, A. Romeo, L. M. Scolaro. J. Phys. Chem. B, 109 (2005) 7149—7158Т. С. Жебит, А. Д. Мельник, С. Г. Пуховская, Ю. Б. Иванова, Н. Н. Крук. Журн. прикл. спектр., 89 (2022) 96—103Т. С. Жебит, А. Д. Мельник, С. Г. Пуховская, Ю. Б. Иванова, Н. Н. Крук. Журн. прикл. спектр., 89 (2022) 96—103I. Gupta, M. Ravikanth. Coord. Chem. Rev., 250 (2006) 468—518I. Gupta, M. Ravikanth. Coord. Chem. Rev., 250 (2006) 468—518J. N. Demas, G.A. Crosby. J. Phys. Chem., 75 (1971) 991—1024J. N. Demas, G.A. Crosby. J. Phys. Chem., 75 (1971) 991—1024T. Gensch, C. Viappiani, S. E. Braslavsky. J. Am. Chem. Soc., 121 (1999) 10573—10582T. Gensch, C. Viappiani, S. E. Braslavsky. J. Am. Chem. Soc., 121 (1999) 10573—10582И. В. Вершиловская, Е. С. Люлькович, С. Г. Пуховская, Ю. Б. Иванова, А. О. Плотникова, Н. Н. Крук. Журн. прикл. спектр., 87 (2020) 181—188 [I. V. Vershilovskaya, L. S. Liulkovich, S. G. Pukhovskaya, Yu. B. Ivanova, A. O. Plotnikova, M. M. Kruk. J. Appl. Spectr., 87 (2020) 201—207]И. В. Вершиловская, Е. С. Люлькович, С. Г. Пуховская, Ю. Б. Иванова, А. О. Плотникова, Н. Н. Крук. Журн. прикл. спектр., 87 (2020) 181—188 [I. V. Vershilovskaya, L. S. Liulkovich, S. G. Pukhovskaya, Yu. B. Ivanova, A. O. Plotnikova, M. M. Kruk. J. Appl. Spectr., 87 (2020) 201—207]I. V. Vershilovskaya, S. Stefani, P. Verstappen, T. H. Ngo, I. G. Scheblykin, W. Dehaen, W. Maes, M. M. Kruk. Macroheterocycles, 10 (2017) 257—267I. V. Vershilovskaya, S. Stefani, P. Verstappen, T. H. Ngo, I. G. Scheblykin, W. Dehaen, W. Maes, M. M. Kruk. Macroheterocycles, 10 (2017) 257—267

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