A new visible light triggered Arrhenius photobase and its photo-induced reactions

이 연구에서는 기존 UV-활성형 Arrhenius photobase의 한계를 극복하기 위해, 가시광선(약 400 nm)으로 활성화되는 새로운 Arrhenius photobase인 NO₂-Acr-OH를 설계하고 합성하였다. 이 분자는 들뜬 상태에서 수산화 이온(OH⁻)을 방출하는 ESHID (excited-state hydroxide ion dissociation) 반응을 유도하며, 특히 protic 용매뿐만 아니라 polar aprotic 용매에서도 반응이 일어난다는 점에서 기존 photobase들과 차별화된다. 시간분해 형광 분광법(TCSPC)을 통해 다양한 용매에서의 반응 속도와 경로를 분석한 결과, 들뜬 상태에서 ESHID 반응과 intersystem crossing (ISC) 경로가 경쟁적으로 일어나며, polar protic 용매에서는 ESHID가 상대적으로 더 빠르게 진행됨을 확인하였다. 또한 DFT 계산과 Förster cycle을 통해 pKb 및 들뜬 상태의 pKb* 값을 정량적으로 추정하였고, 이를 바탕으로 용매 극성 및 수소결합성에 따른 반응성 차이를 설명하였다. NO₂-Acr-OH는 수용액에서 형광 간섭 없이 사용할 수 있는 비형광성 photobase로서, pOH jump 실험 및 광유도 염기성 반응 연구에 적합한 분자 설계 전략을 제시한다.