Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 54211 БИООРГАНИЧЕСКАЯ, БИОФИЗИЧЕСКАЯ И МЕДИЦИНСКАЯ ХИМИЯ BIOORGANIC, BIOPHYSICAL AND MEDICINAL CHEMISTRY БИООРГАНИЧЕСКАЯ, БИОФИЗИЧЕСКАЯ И МЕДИЦИНСКАЯ ХИМИЯ Investigation of tetraphenylporphyrin aggregation states in films Исследование агрегационных состояний тетрафенилпорфирина в пленках Клименко И В Klimenko I V inna@deom.chph.ras.ru Лобанов А В Lobanov A V avlobanov@mail.ru Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН ru N.M. Emanuel Institute of Biochemical Physics of Russian Academy of Sciences ru Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН ru Semenov Institute of Chemical Physics of Russian Academy of Sciences ru 25 06 2017 25 06 2017 2 1 434 438 20 06 2017 20 06 2017 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54211/view

С целью разработки и изучения агрегированных форм порфиринов в стабилизированном состоянии исследованы оптические свойства (оптическое поглощение и флуоресценция) пленок мономера и H- и J-агрегатов 5,10,15,20-тетрафенилпорфирина, а также их вольтамперные характеристики. Получены различные спектральные и электрические характеристики тетрафенилпорфирина с разным типом агрегации. По своим характеристикам J-агрегаты близки к мономеру тетрафенилпорфирина. Для пленок с J-агрегатами зарегистрированы флуоресценция и электрический отклик, которые не наблюдаются в случае пленок с Н-агрегатами. Эти данные, а также наличие поглощения в красной области спектра делают J-агрегаты тетрафенилпорфирина перспективными материалами при создании пленочных систем для фотовольтаики, фотокатализа и фотодинамических процессов. Возможность изменять состав таких пленок позволяет получать тонкие пленки органических материалов с заранее заданными свойствами и широким спектром возможностей.

For the purpose of development and studying of the porphyrines aggregated forms in the stabilized state optical properties (optical absorption and fluorescence) of the films of 5,10,15,20-tetraphenylporphyrin monomer and H- and J-agregates and also their current voltage characteristics are investigated. Various spectral and electric characteristics of tetraphenylporphyrin with different type of aggregation are received. According to their characteristics J- agregates are close to monomer of tetraphenylporphyrin. For the films with J-agregates fluorescence and an electric response which aren't observed in the case of films with H-agregates are registered. These data and also the existence of absorption in red region of spectrum do J- agregates of tetraphenylporphyrin perspective materials during creation of film systems for photovoltaics, photocatalysis and photodynamic processes. An opportunity to change structure of such films allows receiving thin films of organic materials with predetermined properties and a wide range of possibilities.

 тетрафенилпорфирин мономер Н-агрегаты J-агрегаты спектральные характеристики оптическое поглощение флуоресценция вольтамперные характеристики tetraphenylporphyrin monomer Н -aggregates J-aggregates spectral characteristics optical absorption fluorescence current voltage characteristics

Мамардашвили Г.М., Мамардашвили Н.Ж., Койфман О.И. Супрамолекулярные комплексы порфиринов. Успехи химии, 2005, т. 74, № 8, с. 839-855. [Mamardashvili G.M., Mamardashvili N.Zh., Koifman O.I. Supramolecular porphyrin complexes. Russian Chemical Reviews, 2005, vol. 74, no. 8, pp. 765-780. (In Russ.)] Mamardashvili G.M., Mamardashvili N.Zh., Koyfman O.I. Supramolekulyarnye kompleksy porfirinov. Uspehi himii, 2005, t. 74, № 8, s. 839-855. [Mamardashvili G.M., Mamardashvili N.Zh., Koifman O.I. Supramolecular porphyrin complexes. Russian Chemical Reviews, 2005, vol. 74, no. 8, pp. 765-780. (In Russ.)] Романов Н.М., Захарова И.Б. Состав и структура тонких пленок на основе металлпорфириновых комплексов. Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физическо-математические науки, 2016, № 2 (242), с. 9-18. [Romanov N.M., Zakharova I.B., Structure and structure of thin films based on metallporphyrines complexes. Nauchno-technicheskie vedomosti SPbGPU. Physico-mathematical. sciences, 2016, no. 2 (242), pp. 9-18. (In Russ.)] Romanov N.M., Zaharova I.B. Sostav i struktura tonkih plenok na osnove metallporfirinovyh kompleksov. Nauchno-tehnicheskie vedomosti SPbGPU. Fizichesko-matematicheskie nauki, 2016, № 2 (242), s. 9-18. [Romanov N.M., Zakharova I.B., Structure and structure of thin films based on metallporphyrines complexes. Nauchno-technicheskie vedomosti SPbGPU. Physico-mathematical. sciences, 2016, no. 2 (242), pp. 9-18. (In Russ.)] Яцков Н.Н., Апанасович В.В., Кухорст Р.Б.М., ванн Хук А., Схафема Т.Й. Электронные спектры и кинетитка поляризации флуоресценции тонких пленок Zn-порфиринов, Журнал Прикладной спектроскопии, 2003, т. 70, № 3, с. 335-339. [Yatskov N.N., Apanasovich V.V., Koehorst R.B.M., Van Hoek A., Schaafsma T.J., Electronic spectra and fluorescence polarization kinetics of thin Zn-porphyrine films. Journal of Applied Spectrosopy, 2003, vol. 70, no. 3, pp. 372-377. (In Russ.)] Yackov N.N., Apanasovich V.V., Kuhorst R.B.M., vann Huk A., Shafema T.Y. Elektronnye spektry i kinetitka polyarizacii fluorescencii tonkih plenok Zn-porfirinov, Zhurnal Prikladnoy spektroskopii, 2003, t. 70, № 3, s. 335-339. [Yatskov N.N., Apanasovich V.V., Koehorst R.B.M., Van Hoek A., Schaafsma T.J., Electronic spectra and fluorescence polarization kinetics of thin Zn-porphyrine films. Journal of Applied Spectrosopy, 2003, vol. 70, no. 3, pp. 372-377. (In Russ.)] Kim B., Leonard J.J., Longo F.R. A mechanistic study of the synthesis and spectral properties of meso- tetraphenylporphyrin. J. Am. Chem. Soc., 1972, vol. 94, no. 11, pp. 3986-3992. Kim B., Leonard J.J., Longo F.R. A mechanistic study of the synthesis and spectral properties of meso- tetraphenylporphyrin. J. Am. Chem. Soc., 1972, vol. 94, no. 11, pp. 3986-3992. Николенко Л.М, Иванчихина А.В. Oсобенности формирования J-агрегатов цианиновых красителей в растворах обратных мицелл АОТ/вода/гексан. Химия высоких энергий, 2010, т. 44, № 6, с. 546-554. [Nikolenko L.M., Ivanchikhina A.V., Specifics of the formation of J-aggregates of cyanine dyes in solutions of AOT/water/hexane reverse micelles. High Energy Chemistry, 2010, vol. 44, no. 6, pp. 511-519. (In Russ.)] Nikolenko L.M, Ivanchihina A.V. Osobennosti formirovaniya J-agregatov cianinovyh krasiteley v rastvorah obratnyh micell AOT/voda/geksan. Himiya vysokih energiy, 2010, t. 44, № 6, s. 546-554. [Nikolenko L.M., Ivanchikhina A.V., Specifics of the formation of J-aggregates of cyanine dyes in solutions of AOT/water/hexane reverse micelles. High Energy Chemistry, 2010, vol. 44, no. 6, pp. 511-519. (In Russ.)] Muenter A.A., Brumbaugh D.V., Apolito J.J., Horn L.A., Spano F.c., Mukamel S. Size Dependence of Excited- State Dynamics for J-Aggregates at AgBr Interfaces. J. Phys. Chem., 1992, vol. 96, pp. 2783-2790. Muenter A.A., Brumbaugh D.V., Apolito J.J., Horn L.A., Spano F.c., Mukamel S. Size Dependence of Excited- State Dynamics for J-Aggregates at AgBr Interfaces. J. Phys. Chem., 1992, vol. 96, pp. 2783-2790. Garcia Jimunez F., Khramov M.I., Sanchez-Obregon R., Collera O. Chem. Phys. Lett., 2000, vol. 331, no. 1, pp. 42-46. Garcia Jimunez F., Khramov M.I., Sanchez-Obregon R., Collera O. Chem. Phys. Lett., 2000, vol. 331, no. 1, pp. 42-46. Ластовой А.П. Влияние межмолекулярных взаимодействий на спектральные и фотохимические свойства производных тетраазахлорина. Дисс. … канд. хим. наук. Москва, 2014. [Lastovoy A.P. Influence of intermolecular interactions on spectral and photochemical properties of tetraazachlorine derivatives. The thesis for a PhD degree in chemistry. Moscow, 2014. (In Russ.)] Lastovoy A.P. Vliyanie mezhmolekulyarnyh vzaimodeystviy na spektral'nye i fotohimicheskie svoystva proizvodnyh tetraazahlorina. Diss. … kand. him. nauk. Moskva, 2014. [Lastovoy A.P. Influence of intermolecular interactions on spectral and photochemical properties of tetraazachlorine derivatives. The thesis for a PhD degree in chemistry. Moscow, 2014. (In Russ.)] Bilgicli A.T., Yarasir M.N., Kandaz M., Ozkaya A.R. H-type aggregation of functional metal ion sensing phthalocyanines: Synthesis, characterization and electrochemistry. Polyhedron, 2010, vol. 29. pp. 2498-2510. Bilgicli A.T., Yarasir M.N., Kandaz M., Ozkaya A.R. H-type aggregation of functional metal ion sensing phthalocyanines: Synthesis, characterization and electrochemistry. Polyhedron, 2010, vol. 29. pp. 2498-2510. Arslan S., Yilmaz I. A new water-soluble metal-free phthalocyanine substituted with naphtoxy-4-sulfonic acid sodium salt. Synthesis, aggregation, electrochemistry and in situ spectroelectrochemistry. Polyhedron, 2007, vol. 26, pp. 2387-2394. Arslan S., Yilmaz I. A new water-soluble metal-free phthalocyanine substituted with naphtoxy-4-sulfonic acid sodium salt. Synthesis, aggregation, electrochemistry and in situ spectroelectrochemistry. Polyhedron, 2007, vol. 26, pp. 2387-2394. Градова М.А, Жданова К.А, Брагина Н.А, Лобанов А.В., Мельников М.Я. Агрегационное состояние амфильных катионных производных тетрафенилпорфирина в водных микрогетерогенных системах. Изв. Академии наук. Серия химическая, 2015, № 4, с. 806-811. [Gradova M.A., Zhdanova K.A., Bragina N.A., Lobanov A.V., Melnikov M.Ya. Russian Chemical Bulletin, 2015, vol. 64, no. 4, pp. 806-811. (In Russ.)] Gradova M.A, Zhdanova K.A, Bragina N.A, Lobanov A.V., Mel'nikov M.Ya. Agregacionnoe sostoyanie amfil'nyh kationnyh proizvodnyh tetrafenilporfirina v vodnyh mikrogeterogennyh sistemah. Izv. Akademii nauk. Seriya himicheskaya, 2015, № 4, s. 806-811. [Gradova M.A., Zhdanova K.A., Bragina N.A., Lobanov A.V., Melnikov M.Ya. Russian Chemical Bulletin, 2015, vol. 64, no. 4, pp. 806-811. (In Russ.)] Gradova M.A., Artemov V.V, Lobanov A.V. Aggregation behavior of tatrapheniylporphyrin in aqueous surfactant solutions: Chiral premicellar J-aggregate formation. J. of Porphyrins and Phthalocyanines, 2015, no. 19, pp. 1-7. Gradova M.A., Artemov V.V, Lobanov A.V. Aggregation behavior of tatrapheniylporphyrin in aqueous surfactant solutions: Chiral premicellar J-aggregate formation. J. of Porphyrins and Phthalocyanines, 2015, no. 19, pp. 1-7.