Photochoromism is a photoinduced reversible isomerization in a chemical species between two forms having different color. In this reaction, at least, one pass-way should be photoinduced process. Fulgide derivatives are one of organic photochromic compounds, of which photochoromism is due to cyclization / cycloreversion reaction. Fulgide derivatives have properties such as thermal stability of both isomers and fatigue resistance.
Fulgide derivatives have different isomers and two of them are open forms (Z form and E form) and one of them is a closed form (C form). Their photochromism rests on the photo-reversible electrocyclic ring closure of the open (E)-isomer to the closed (C)-isomer and competing photoisomerization between the (E)-and (Z)-isomers.
In the present paper, the photo-induced Z-E isomerization of a furylfulgide in ethanol solution was studied by using time-resolved transient absorption spectroscopy. The excited-state absorption decayed dominantly with a time constant of 220 fs and in a short-time region, an oscillatory behavior was observed. The oscillatory behavior was interpreted as vibrational coherence involving a torsional motion. The results indicate that the Z-E isomerization proceeds on a sub-ps time scale.
In my presentation, I report the result and discuss the dynamics in detail.
フォトクロミズムとは、二つ以上の色の異なる異性体間で可逆に異性化し、少なくとも一方が光照射によって進行する現象である。フルギド誘導体は環開閉反応を伴うフォトクロミック化合物で、両異性体間とも熱的安定性があり、反応の繰り返し耐久性のある化合物である。フルギド誘導体には、三つの異性体が存在し、二つの開環体(Z体、E体)と一つの閉環体(C体)からなる。開環体に光照射することで可逆的な閉環反応が進行すると同時に競争的にZ-E異性化反応も進行する。
今回紹介する論文では、エタノール溶液中、フリルフルギドの光誘起Z-E異性化反応ダイナミクスをフェムト秒分光により測定した。それにより、励起状態の吸収スペクトルは主に220 fsの時定数で減衰し、短時間領域では、ビート信号が観測された。このビート信号は、ねじれ運動を含む振動のコヒーレンスと考えられている。これらの結果から、Z-E異性化反応がサブピコ秒領域で進行することが明らかになった。発表では、得られた結果から反応ダイナミクスについて詳細に報告する。