分岐フタロシアニン化合物の励起状態の非活性化

2つのフタロシアニン化合物（ビスおよびトリスフタロシアニン）における励起状態の緩和ダイナミクスと発色団の相互作用は、定常状態とフェムト秒の過渡吸光スペクトル測定を使用して研究されます。エキサイティングなフタロシアニン化合物により、2番目の電子的に励起された状態に合わせて、その後の緩和ダイナミクスを調査することにより、多数の非アクティブ化経路が特定されます。過渡吸収スペクトルは、励起子状態からエキシマー状態への弛緩経路を示し、その後、ビスフタロシアニン（BIS-PC）の基底状態に戻ります。トリスフタロシアニン（TRIS-PC）では、単量体と二量体のサブユニットが励起され、励起エネルギーがモノマーの振動ホットS1状態から事前に関連する二量体の励起子状態に移動し、その後のエキサイマー状態を通る基底状態に緩和されます。理論的計算と定常状態のスペクトルは、BIS-PCの対面の立体構造も示していますが、TRIS-PCでは、3つのフタロシアニン枝のうち2つは、モノマーユニットとして機能する3番目の枝との事前に関連した対面の立体構造を形成します。これは、分子構造の観点からの過渡吸収実験の結果と一致しています。フタロシアニン化合物における詳細な構造と植物の関係は、天然光合成システムのエネルギー移動における分子凝集体の機能を探るのに役立ちます。

The excited-state relaxation dynamics and chromophore interactions in two phthalocyanine compounds (bis- and trisphthalocyanines) are studied by using steady-state and femtosecond transient absorption spectral measurements, where the excited-state energy-transfer mechanism is explored. By exciting phthalocyanine compounds to their second electronically excited states and probing the subsequent relaxation dynamics, a multitude of deactivation pathways are identified. The transient absorption spectra show the relaxation pathway from the exciton state to excimer state and then back to the ground state in bisphthalocyanine (bis-Pc). In trisphthalocyanine (tris-Pc), the monomeric and dimeric subunits are excited and the excitation energy transfers from the monomeric vibrationally hot S1 state to the exciton state of a pre-associated dimer, with subsequent relaxation to the ground state through the excimer state. The theoretical calculations and steady-state spectra also show a face-to-face conformation in bis-Pc, whereas in tris-Pc, two of the three phthalocyanine branches form a pre-associated face-to-face dimeric conformation with the third one acting as a monomeric unit; this is consistent with the results of the transient absorption experiments from the perspective of molecular structure. The detailed structure-property relationships in phthalocyanine compounds is useful for exploring the function of molecular aggregates in energy migration of natural photosynthesis systems.