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
奈何完成签到 ,获得积分10
2秒前
细腻海瑶完成签到,获得积分10
3秒前
姜勇完成签到,获得积分10
7秒前
Si722完成签到,获得积分10
14秒前
假真真完成签到 ,获得积分10
21秒前
达斯维完成签到,获得积分10
25秒前
柠檬普洱茶完成签到,获得积分10
25秒前
韶可愁完成签到,获得积分10
27秒前
29秒前
29秒前
搞怪柏柳完成签到 ,获得积分10
31秒前
32秒前
DH完成签到 ,获得积分10
34秒前
亦南栀完成签到 ,获得积分10
34秒前
35秒前
黑猫警长完成签到,获得积分10
36秒前
WenJun完成签到,获得积分10
36秒前
林泽溪完成签到 ,获得积分10
38秒前
谢雷XIELei的应助被悦耳的怀寒采纳,获得10
38秒前
39秒前
41秒前
41秒前
LL完成签到 ,获得积分10
41秒前
机灵的沂发布了新的文献求助10
41秒前
42秒前
机灵的沂发布了新的文献求助10
43秒前
机灵的沂发布了新的文献求助10
44秒前
Alvin完成签到 ,获得积分10
44秒前
odell完成签到,获得积分10
44秒前
机灵的沂发布了新的文献求助10
45秒前
机灵的沂发布了新的文献求助10
46秒前
xky3371发布了新的文献求助10
47秒前
shwang完成签到 ,获得积分10
51秒前
开心诗云完成签到 ,获得积分10
52秒前
jy完成签到 ,获得积分10
52秒前
54秒前
白晓涵完成签到 ,获得积分10
56秒前
爱学习的小钟完成签到 ,获得积分10
56秒前
科研通AI6.2的应助被xky3371采纳,获得10
57秒前
年轻靖巧完成签到,获得积分10
57秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Computational Chemical Reaction Engineering: Modeling, Simulation, and Design with MATLAB 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 400
CLSI C56QG Examples of Hemolyzed, Icteric, and Lipemic/Turbid Samples Quick Guide 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7817105
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9345752
关于积分的说明 20531272
捐赠科研通 7409504
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3331627
关于科研通互助平台的介绍 2477897
邀请新用户注册赠送积分活动 2351239