異なる極性の溶媒中のDMABNの局所的に励起された状態の蛍光をシミュレートする

4-（n、n-ジメチルアミノ）ベンゾニトリル（dmabn）は、その地面と励起状態の間の極性の大きな変化のために、周囲の溶媒の変化を追跡するために使用できる発光プローブです。DMABNの重要な特徴は、監視できる2つの異なる発光エネルギーを備えた二重蛍光を示すことであり、周囲のシステムのより良い特性評価を可能にすることです。最初の励起状態は、局所的に励起された（LE）状態と呼ばれ、共役リング構造に対する電荷の動きによって特徴付けられます。非極性溶媒および気相では、DMABNの蛍光は完全に平面近代LE状態からの移行に起因しています。より多くの極性環境では、LEと2番目の励起状態の両方から放射が発生し、断熱された分子内電荷移動（ICT）構造に対応します。簡単にするために、この作業では、地面とLE州のみの移行を考慮します。溶媒の極性に対するLE状態の感度を調査するために、その地位におけるDMABNの分子機械的力場モデルとLE状態が開発されています。異なる極性の一連の10の異なる溶媒で分子をシミュレートするために、非偏光および分極性の力場の両方が開発されました。DMABNの計算されたストークシフトは、実験的研究で見られるように、予想される傾向である周囲の溶媒の方向偏光の増加とともに増加します。

4-(N,N-Dimethylamino)benzonitrile (DMABN) is a luminescent probe that can be used for tracking changes in the surrounding solvent due to the large change in polarity between its ground and excited states. An important characteristic of DMABN is that it exhibits dual fluorescence with two different emission energies that can be monitored, allowing for better characterization of the surrounding system. The first excited state is called the locally excited (LE) state and is characterized by the movement of charge over the conjugated ring structure. In nonpolar solvents and in the gas phase, the fluorescence of DMABN is entirely attributed to the transition from the near-planar LE state. In more polar environments, emission occurs from both the LE and a second excited state, corresponding to a twisted intramolecular charge-transfer (ICT) structure. For the sake of simplicity, this work considers transitions between only the ground and LE state. Molecular mechanical force field models of DMABN in its ground and LE states have been developed to investigate the sensitivity of the LE state to the polarity of the solvent. Both nonpolarizable and polarizable force fields were developed to simulate the molecule in a series of 10 different solvents of different polarities. The calculated Stokes shift of DMABN increases with increasing orientation polarizability of the surrounding solvent, which is the expected trend, as seen in experimental studies.