Singlet Oxygen Quantum Yield of Zinc and Copper Tetracarboxyphthalocyanine: Experimental and Theoretical Study

• Jesús Peña ^[1] ; William Vallejo-Lozada ^[1] ; Carlos E. Diaz-Uribe ^[1]
  1. [1] Universidad del Atlántico. Barranquilla, Colombia
• Localización: Prospectiva, ISSN-e 2216-1368, ISSN 1692-8261, Vol. 19, Nº. 2, 2021
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Rendimiento cuántico de producción de Oxígeno Singulete de Tetracarboxiftalocianinas de Zinc y Cobre: Estudio Experimental Y Teórico
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• Resumen
  • español

    Los complejos de coordinación metaloftalocianínicos están posibilitados para absorber luz visible con alta absortividad. Además de esto, poseen una prolífica actividad catalítica en múltiples reacciones de transferencia electrónica y/o de energía. El rendimiento cuántico de producción de oxígeno singulete () es una importante propiedad en fotoquímica debido a su interés de uso como sensibilizadores para aplicaciones médicas y ambientales. En este trabajo, determinamos experimentalmente y teóricamente propiedades fototofisicas las tetracarboxiftalocianinas de cinc (TcPcZn) y cobre (TcPcCu). El fue determinado mediante un estudio cinético utilizando el método de atrapamiento químico con rubreno. Adicionalmente, se determinaron las estructuras optimizadas y la reactividad de los compuestos utilizando descriptores de reactividad global por medio de la teoría funcional de densidad (DFT). La energía de brecha de transición HOMO-LUMO de TcPcCu yTcPcZn2.14 and 2.15 eV respectivamente, además, las moleculas tuvieron presentaron una conformación planar con los inos metalicos ubicados en el centro del macrociclo. Finalmente, los resultadosde caracterización fotofisica mostraron un valor de (TcPcZn) de 0.37 y (TcPcCu) de 0.25, indicando que los compuestos obtenidos podrían ser utilizados para desarrollar aplicaciones fotoquímicas.

  • English

    The metal-phthalocyanine coordination complexes can absorb visible light with great efficiency. Besides, these compounds have prolific catalytic activity in multiple reactions e.g. electron and/or energy transfer reactions. The singlet oxygen production quantum yield () is an important physical property in photochemistry filed to develop practical applications as sensitizers for medical and environmental treatments. In this work, we determined theorical and experimental photophysical properties of both zinc and copper tetracarboxylic-phthalocyanines named TcPcZn) and TcPcCu respectively. The was determined by using the chemical trapping method with rubrene, besides, we determined both the optimized structures of the phthalocyanines and the reactivity of the compounds thorough out set of global reactivity descriptors for using the conceptual density functional theory(DFT). The calculated electronic properties of TcPcCu and TcPcZn provide HOMO-LUMO energy gap of 2.14 and 2.15 eV respectively, furthermore, the TcPcCu and TcPcZn where a planar conformation of the macrocycles with metallic centers. Finally, photophysical characterization show a value for TcPcZn of 0.37 and 0.25 for the TcPcCu indicating compounds are suitable as sensitizers for photochemical applications.