ETUDE PAR ABSORPTION TRANSITOIRE FEMTOSECONDE
DE MOLECULES PHOTOCHROMES DERIVEES DE LA
SPIROINDOLINENAPHTOXAZINE
G. Buntinx1, O. Poizat1, S. Foley1, V. Lokshin2 et A. Samat2
1Laboratoire de Spectrochimie Infrarouge et Raman (UMR 8516), Centre d'Etudes et de Recherches
Lasers et Applications (FR 2416 du CNRS), Bât. C5, Université des Sciences et Technologies de Lille,
Villeneuve d'Ascq, 59655, guy.buntinx@univ-lille1.fr
2Groupe de Chimie Organique et Matériaux Moléculaires (UMR 6114), Université de la Méditerranée,
Faculté de Sciences de L
uminy, case 90
1, 13280 Marseille ced
ex 09,
[email protected].
fr
Le photochromisme des spirooxazines résulte de la rupture de la liaison oxygène-
carbone (spiro) sous excitation UV. Le mécanisme de cette réaction ultrarapide n’est
pas encore bien compris, ni les raisons de son faible rendement. Nous avons utilisé la
spectrométrie d’absorption transitoire femtoseconde pour étudier ce processus dans 8
dérivés de la spiroindolinenaphtoxazine substitués par des groupes accepteurs ou
donneurs d’électron en position 5, 5’, 6’, 8’ ou 9’ (voir structure ci-dessous), dans des
solvants ploaires et non polaires.
Ces 8 composés présentent des caractéristiques spectrales semblables dans le domaine
femto-picoseconde, avec essentiellement 2 signaux : une bande située entre 550 et 700
nm, d’intensité croissante avec le temps, correspond à l’apparition de la forme ouverte
(mérocyanine) ; une seconde bande formée instantanément entre 400 et 550 nm et
décroissant rapidement, n’est pas attribuée avec certitude. Dans aucun des composés la
cinétique de déclin de cette bande ne correspond à la cinétique d’apparition de la forme
ouverte. Elle ne peut donc pas correspondre à un état excité précurseur de la
mérocyanine. D’autre part, on constate que, dans la série des 8 composés étudiés,
l’intensité initiale de cette bande, normalisée relativement à l’intensité finale de la bande
due à la forme ouverte, est d’autant plus forte que le rendement de photocoloration
mesuré par ailleurs [1] est faible. Cette corrélation inverse indique la présence d’un
processus de désactivation de l’état excité initial, parallèle et concurrent de la réaction
d’ouverture de cycle, qui en limite l’efficacité. En d’autres termes, l’énergie apportée à
la spiroindolinenaphtoxazine par excitation photolytique est dissipée par deux voies
compétitives indépendantes, conduisant l’une à la formation de la mérocyanine,
probablement par l’intermédiaire d’espèces transitoires non mises en évidence dans nos
mesures, l’autre au retour vers l’état fondamental. Modifier la nature et la position des
substituants greffés sur le squelette moléculaire permet de moduler l’efficacité relative
de ces deux processus.
[1] A.V. Metelitsa, V. Lokshin, J.C. Micheau, A. Samat, R. Guglielmetti et V.I. Minkin, Phys. Chem.
Chem. Phys., 2002, 4, 4340.