Kontrolle des intramolekularen Förster‐Resonanzenergietransfers und der Singulettspaltung in einem Subporphyrazin‐Pentacen‐Konjugat mittels Lösungsmittelpolarität

Abstract Aufgrund seiner komplementären Absorptionen im Bereich von 450 bis 600 nm wurde ein energiespendendes Hexaarylsubporphyrazin an ein Pentacendimer gebunden, das hauptsächlich als Energieakzeptor und sekundär als Singulettspaltungsaktivierer fungiert. Im entsprechenden Konjugat ist der effiziente intramolekulare Förster‐Resonanzenergietransfer (i‐FRET) der Modus Operandi zur Energieübertragung vom Subporphyrazin auf das Pentacendimer. Beim Energietransfer unterliegt das Pentacendimer einer intramolekularen Singulettspaltung (intramolecular singlet fission, i‐SF), das heißt, der angeregte Singulettzustand wird über einen Zwischenzustand in ein Paar korrelierter Triplettzustände umgewandelt. Die solvatochrome Fluoreszenz des Subporphyrazins ist ein Schlüsselmerkmal dieses Systems und weist in polaren Medien eine Rotverschiebung von bis zu 20 nm auf. Das Lösungsmittel wird daher verwendet, um die spektrale Überlappung zwischen der Fluoreszenz von Subporphyrazin und der Absorption des Pentacendimers zu modulieren, welches einerseits die Förster‐Geschwindigkeitskonstante und andererseits die Triplettquantenausbeute steuert. Die optimale spektrale Überlappung wird in Xylol erzielt, was zu einer Förster‐Geschwindigkeitskonstante von 3.52×10 11  s −1 und einer Triplettquantenausbeute von 171 % ±10 % führt. Kurz gesagt, die Abhängigkeit der Lösungsmittelpolarität, die ein einzigartiges Merkmal von Subporphyrazinen ist, ist entscheidend für die Anpassung der spektralen Überlappung, die Gewährleistung einer beträchtlichen Förster‐Geschwindigkeitskonstante und die Maximierung der Triplettquantenausbeuten. Diese Optimierung kann in einzigartiger Weise erreicht werden, ohne dass eine synthetische Modifikation des Subporphyrazindonors erforderlich ist.