Solvent Polarity Effects on the Mechanochemistry of Spiropyran Ring Opening

化学 螺吡喃 汞菁 反应速率常数 溶剂 戒指(化学) 分子 光化学 计算化学 动力学 有机化学 量子力学 物理
作者
Yangju Lin,Tatiana B. Kouznetsova,Alex G. Foret,Stephen L. Craig
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:146 (6): 3920-3925 被引量:47
标识
DOI:10.1021/jacs.3c11621
摘要

The spiropyran mechanophore (SP) is employed as a reporter of molecular tension in a wide range of polymer matrices, but the influence of surrounding environment on the force-coupled kinetics of its ring opening has not been quantified. Here, we report single-molecule force spectroscopy studies of SP ring opening in five solvents that span normalized Reichardt solvent polarity factors (ETN) of 0.1-0.59. Individual multimechanophore polymers were activated under increasing tension at constant 300 nm s-1 displacement in an atomic force microscope. The extension results in a plateau in the force-extension curve, whose midpoint occurs at a transition force f* that corresponds to the force required to increase the rate constant of SP activation to approximately 30 s-1. More polar solvents lead to mechanochemical reactions that are easier to trigger; f* decreases across the series of solvents, from a high of 415 ± 13 pN in toluene to a low of 234 ± 9 pN in n-butanol. The trend in mechanochemical reactivity is consistent with the developing zwitterionic character on going from SP to the ring-opened merocyanine product. The force dependence of the rate constant (Δx) was calculated for all solvent cases and found to increase with ETN, which is interpreted to reflect a shift in the transition state to a later and more productlike position. The inferred shift in the transition state position is consistent with a double-well (two-step) reaction potential energy surface, in which the second step is rate determining, and the intermediate is more polar than the product.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
含蓄的芝麻完成签到,获得积分10
刚刚
ice完成签到,获得积分10
1秒前
俊秀的思山完成签到,获得积分0
2秒前
zz6532完成签到 ,获得积分10
3秒前
科研王子完成签到 ,获得积分10
10秒前
甜甜的紫菜完成签到 ,获得积分10
10秒前
大气的盼夏完成签到,获得积分10
10秒前
xiaoT完成签到,获得积分10
12秒前
王可发布了新的文献求助10
13秒前
蕉鲁诺蕉巴纳完成签到,获得积分0
13秒前
Frank完成签到,获得积分10
16秒前
传统的惜灵完成签到,获得积分20
16秒前
龚小丽完成签到,获得积分10
17秒前
似水流年完成签到,获得积分10
17秒前
细心难摧完成签到 ,获得积分10
18秒前
xhemers发布了新的文献求助10
18秒前
ww完成签到 ,获得积分10
18秒前
MissingParadise完成签到 ,获得积分10
19秒前
俗人完成签到 ,获得积分10
21秒前
22秒前
无奈元珊完成签到 ,获得积分20
25秒前
2111355981完成签到 ,获得积分10
25秒前
山岚完成签到 ,获得积分10
27秒前
上善若水发布了新的文献求助10
28秒前
洛洛洛完成签到,获得积分10
28秒前
Joaquin完成签到,获得积分10
29秒前
不爱科研完成签到 ,获得积分10
30秒前
小曹完成签到,获得积分10
30秒前
笑点低的凉面完成签到 ,获得积分10
32秒前
33秒前
动人的邑完成签到,获得积分10
35秒前
番茄完成签到 ,获得积分10
36秒前
阳光初之完成签到 ,获得积分10
36秒前
llmm完成签到,获得积分10
37秒前
在水一方应助无奈元珊采纳,获得40
37秒前
阳光沛菡发布了新的文献求助10
39秒前
taotao完成签到,获得积分10
39秒前
qzh006完成签到,获得积分10
40秒前
Keyuuu30完成签到,获得积分0
40秒前
Juvenilesy应助llmm采纳,获得10
40秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
Digital Displacement Hydrostatic Transmission for Rotorcraft and Distributed Propulsion 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7711544
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9267764
关于积分的说明 20068048
捐赠科研通 7288127
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3297250
关于科研通互助平台的介绍 2451795
邀请新用户注册赠送积分活动 2304271