The complex photochemistry of coumarin-3-carboxylic acid in acetonitrile and methanol

Zobrazit minimální záznam

dc.contributor.author Yang, Qiuyun
dc.contributor.author Váňa, Jiří
dc.contributor.author Klán, Petr
dc.date.accessioned 2023-07-12T13:12:53Z
dc.date.available 2023-07-12T13:12:53Z
dc.date.issued 2022
dc.identifier.issn 1474-905X
dc.identifier.uri https://hdl.handle.net/10195/81197
dc.description.abstract Irradiation of coumarin-3-carboxylic acid in acetonitrile and methanol solutions at 355 nm results in complex multistep photochemical transformations, strongly dependent on the solvent properties and oxygen content. A number of reaction intermediates, which themselves undergo further (photo)chemical reactions, were identified by steady-state and transient absorption spectroscopy, mass spectrometry, and NMR and product analyses. The triplet excited compound in acetonitrile undergoes decarboxylation to give a 3-coumarinyl radical that traps molecular oxygen to form 3-hydroxycoumarin as the major but chemically reactive intermediate. This compound is oxygenated by singlet oxygen, produced by coumarin-3-carboxylic acid sensitization, followed by a pyrone ring-opening reaction to give an oxalic acid derivative. The subsequent steps lead to the production of salicylaldehyde, carbon monoxide, and carbon dioxide as the final products. When 3-coumarinyl radical is not trapped by oxygen in degassed acetonitrile, it abstracts hydrogen from the solvent and undergoes triplet-sensitized [2 + 2] cycloaddition. The reaction of 3-coumarinyl radical with oxygen is largely suppressed in aerated methanol as a better H-atom donor, and coumarin is obtained as the primary product in good yields. Because coumarin derivatives are used in many photophysical and photochemical applications, this work provides detailed and sometimes surprising insights into their complex phototransformations. eng
dc.format p. 1481–1495 eng
dc.language.iso eng
dc.publisher Springer Nature Switzerland AG eng
dc.relation.ispartof Photochemical and Photobiological Sciences, volume 21, issue: 8 eng
dc.rights pouze v rámci univerzity cze
dc.subject photochemistry eng
dc.subject coumarin eng
dc.subject photooxidation eng
dc.subject singlet oxygen eng
dc.subject fotochemie cze
dc.subject kumarin cze
dc.subject fotooxidace cze
dc.subject singletový kyslík cze
dc.title The complex photochemistry of coumarin-3-carboxylic acid in acetonitrile and methanol eng
dc.title.alternative Komplexní fotochemie kumarin-3-karboxylové kyseliny v acetonitrilu a methanolu cze
dc.type article eng
dc.description.abstract-translated Ozařování kumarin-3-karboxylové kyseliny v roztocích acetonitrilu a methanolu při 355 nm vede ke komplexním vícestupňovým fotochemickým přeměnám, silně závislým na vlastnostech rozpouštědla a obsahu kyslíku. Řada reakčních meziproduktů, které samy procházejí dalšími (foto)chemickými reakcemi, byla identifikována pomocí ustálené a přechodné absorpční spektroskopie, hmotnostní spektrometrie a NMR a analýzou produktů. Excitovaná sloučenina v tripletovém stavu v acetonitrilu podléhá dekarboxylaci za vzniku 3-kumarinylového radikálu, který zachycuje molekulární kyslík za vzniku 3-hydroxykumarinu jako hlavního, ale chemicky reaktivního meziproduktu. Tato sloučenina je okysličována singletovým kyslíkem, produkovaným senzibilizací kumarin-3-karboxylové kyseliny, následovanou reakcí s otevřením pyronového kruhu za vzniku derivátu kyseliny šťavelové. Následující kroky vedou ke vzniku salicylaldehydu, oxidu uhelnatého a oxidu uhličitého jako konečných produktů. Když není 3-kumarinylový radikál zachycen kyslíkem v odplyněném acetonitrilu, odebírá vodík z rozpouštědla a podléhá tripletově senzibilizované [2 + 2] cykloadici. Reakce 3-kumarinylového radikálu s kyslíkem je v provzdušněném methanolu (lepší donor H-atomu) do značné míry potlačena a jako primární produkt se získává kumarin v dobrých výtěžcích. Vzhledem k tomu, že deriváty kumarinu se používají v mnoha fotofyzikálních a fotochemických aplikacích, poskytuje tato práce podrobné a někdy překvapivé pohledy na jejich složité fototransformace. cze
dc.peerreviewed yes eng
dc.publicationstatus published eng
dc.identifier.doi 10.1007/s43630-022-00238-8
dc.relation.publisherversion https://link.springer.com/article/10.1007/s43630-022-00238-8
dc.identifier.wos 000796316200001
dc.identifier.scopus 2-s2.0-85130102295
dc.identifier.obd 39887417


Tento záznam se objevuje v následujících kolekcích

Zobrazit minimální záznam

Vyhledávání


Rozšířené hledání

Procházet

Můj účet