fluorescence quenching and enhancement by h

1、FluescenceQuenchingEnhancementbyHbondingInteractionsinSomeNitrogenContainingFluophesCHANTAMULYNILOTPALBAROOAHMOITREELASKARRUPAMJ.SARMAJUBARAJB.BARUAHDepartmentofChemistryIndianInstituteofTechnologyGuwahati781039India(Rec

2、eived26October20059March2006Accepted10March2006)一些含氮熒光團由于氫鍵相互作用而產生的熒光猝滅和增強Thebenzo[de]benzo[45]iazo[21a]isoquinolin7one(1)showssolventdependentfluescenceemission.Thecompoundshowsquenchingoffluescenceemissiononinteraction

3、withpolyhydroxycompoundssuchas13dihydroxybenzene14dihydroxybenzene.Theresultonfluescencequenchingisattributedtothehydrogenbondinginteractions.Similarobservationoffluescencequenchingbyproticsolventisobservedwithisoindolo[

4、21a]periin12one(2).Inthecaseof2(2aminophenyl)isoindole13dione(3)enhancementoffluescenceemissioninmethanolsolutionisobservedoverbenzenesolution.Thisisexplainedonthebasisofintermolecularhydrogenbonding.Thecrystalstructureo

5、fadductof1with13dihydroxybenzene14dihydroxybenzenerespectively3arerepted.Keywds:FluescenceQuenchingHbondingSolvatochromicity苯并[二]苯并[45]咪唑[21α]異喹啉7酮表明溶劑依賴熒光發(fā)射。這個化合物表明在與多羥基化合物反應的熒光發(fā)射的猝滅如13苯二酚，14苯二酚，結果表明熒光猝滅是由于氫鍵相互作用。類似的觀察熒

6、光猝滅是由質子溶劑觀察isoindolo[21a]periin12one(2).如2(2aminophenyl)isoindole13dione(3)在甲醇溶液中加強熒光發(fā)射是在苯溶液觀察的。這個解釋是建立在分子間氫鍵的基礎上。1分別與13苯二酚，14苯二酚的加成化合物和3的晶體結構是有報道的。INTRODUCTIONThereisadefiniteneedfunderstingenhancementquenchingoffluesce

7、nceemissionofafluophebyexternallyaddedsubstrates[12].Extensiveliteratureisavailableonthefluescencepropertiesofnaphthaliederivatives[3–9].Severalsuchstudiesaredevotedtoidentifyonofffluescencestatesinthesederivatives[10–13

8、].Howevertherearelimitedstudiesonunderstingfixedgeometryresponsiblefquenchingenhancementoffluescenceemission.Thisispredominantlybecauseofthefactthatsuchstudiesaregenerallyperfmedinsolution.Insolutionthemoleculesarerelati

9、velylooselyboundthismakesitdifficulttoexplicitlydemonstratealltheweakinteractionssuchasp–phydrogenbondinginteractions[14].Ontheotherhinsolidstatethedifficultyistoidentifyanganizedstatethatwouldserveasamodel.Recentlyitisp

10、ointedoutthatinsolutionp–pinteractionbetweenaromaticringsleadstoenhancingofelectroniccommunicationbetweenthetwosubsystemssucheffectisreflectedinfluescenceemissionoftheinteractingsystem[1516].Meoverthenaphthaliederivative

11、shavebiologicalimptanceinanalogousmoleculesitwasreptedthatp–pinteractionsplayadecisiveroleinfluescenceemission[16].Wefeltthatifsuitablearrangementinthelatticeissymmetrictoa908rotationfollowedbyatranslationifeachpairiscon

12、sideredtobeanobjecttoberotated.Therearetwotypesofpseparationsbetweenthearomaticringsinthecrystallatticeoftheadduct4.ThetwoseparationsbetweenthearomaticlayersareshowninthepackingofthecrystallatticeasXY(Fig.3b)are3.581A3.6

13、21A.Thesedistancesareslightlyhigherthanthelimit3.5Athatisconventionallyfoundinmoleculeshavingp–pinteraction[141819].Thusonecansaythatinthissystemthep–pinteractionhaslessersignificance.Similarlytheadduct5fmedbybenzo[de]be

14、nzo[45]iazo[21a]isoquinolin7onewith14dihyroxybenzenehasthenitrogenatomofthebenzo[de]benzo[21a]isoquinolin7oneboundtoahydroxylgroupof14dihydroxybenzene.Theotherhydroxylgroupof14dihydroxybenzeneholdsanothernitrogenatomofbe

15、nzo[de]benzo[45]iazo[21a]isoquinolin7one.IntheNHZOinteractionsthedD–AbonddistanceDZHAangleis2.884A75.758respectively(Fig.4).結果與討論觀察發(fā)現(xiàn)苯并[二]苯并[45]咪唑[21α]異喹啉7酮熒光發(fā)射(λex=450nm)的位置和強度由溶劑決定。關于這種化合物的熒光性質報道更早[17]但是，氫鍵作用的熒光發(fā)射沒有研究。

16、這種化合物在甲醇450nm處激發(fā)說明在507nm處發(fā)射，而在苯中則是在485nm（見圖2）。當強度的熒光發(fā)射相同樣品相同濃度的化合物1，甲醇與苯相比，在甲醇中有相當數(shù)量發(fā)射強度降低。因此質子溶劑降低了化合物1的熒光發(fā)射強度也將發(fā)射的波長增長。為了說明這一事實我們準備了兩個化合物1的氫鍵加合物，即4，13苯二酚和5，14苯二酚，并測定這兩個加合物的晶體結構。苯并[二]苯并[45]咪唑[21α]異喹啉7酮的形式2：1加合物4與13苯二酚和5

17、與14苯二酚分別（圖1）。加合物4的結構有幾個有趣的特征。在加合物4中氫鍵是由1中帶氫氧根的兩個分子的兩個氮原子中形成的，在13苯二酚，形成U型結構（圖3A）。加合物在氮原子和羥基堿形成弱氫鍵作用。對于NH—O共價鍵的距離和角度都對加合物氫鍵形成有影響（分別為2.884A173.96）。NH和H—O鍵的距離分別為1.958A和0.93A。在晶格中這些相互作用使得1的兩分子表現(xiàn)出互相堆砌的樣子。在這種有序安排取決于所提供的13苯二酚。從上

18、方的看法，可以看到分子安排在格中對稱90旋轉之后，如果每對轉化被認為是一個物體旋轉。芳香族環(huán)晶格的加合物4間有兩種π分離的類型。這兩個分離的芳香層表現(xiàn)在包裝晶格的X和Y（圖3B）是3.581A和3.621A。這些距離略高于平常π–π鍵3.5A的距離[141819]。因此可以說在這個系統(tǒng)中π–π作用具有較少的意義。同樣，所形成的加合物5是由苯并[二]苯并[45]咪唑[21α]異喹啉7酮與14苯二酚形成的，苯并[二]苯并[45]咪唑[21α

19、]異喹啉7酮的氮原子與14苯二酚的羥基集團成鍵。14苯二酚的另一個羥基集團與苯并[二]苯并[45]咪唑[21α]異喹啉7酮的另一個氮原子相連。在NH—O作用中dD–A的距離和DH—A的夾角分別為2.884A和75.758，分別為（圖4）。Thefluescenceemissionspectraofthecompounds145insolidstateweremeasuredbyexcitingat450nm.Inthesolidstat

20、etheparentcompound1onexcitationat450nmhasafluescenceemissionat493nmwithashoulderat550nm.Whereastheadduct4hasaveryfeeblefluescenceemissionat530nm(Fig.5)(lex450nm).Theadduct5alsoshowsaveryweakfluescenceemissionat535nmonexc