Design and Synthesis of Porphyrin-Based Optoelectronic Gates
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Abstract
Two porphyrin-based optoelectronic gates and several prototypical redox-switching components of gates have been synthesized for studies in molecular photonics. Linear and T-shaped molecular optoelectronic gates contain a boron-dipyrrin (BDPY) dye as the input unit, a zinc (Zn) porphyrin as the transmission unit, a free base (Fb) porphyrin as the output unit, and a magnesium (Mg) porphyrin as the redox-switching unit. The linear gate and T gate were synthesized using a molecular building block approach. In the linear gate synthesis, a BDPY−Zn porphyrin dyad was coupled with a Fb porphyrin−Mg porphyrin dimer. The synthesis of the T gate utilized a Zn porphyrin bearing four different meso substituents: mesityl, 4-iodophenyl, 4-[2-(trimethylsilyl)ethynyl]phenyl, and 4-[2-triisopropyl)ethynyl]phenyl. Attachment of the three different groups to the Zn porphyrin was accomplished using successive Pd-mediated coupling reactions in the following sequence: Fb porphyrin (output unit), BDPY dye (input unit), and Mg porphyrin (redox-switching unit). Both the linear gate and T gate syntheses introduce the Mg porphyrin at the final step to minimize demetalation of the Mg porphyrin. Refinements to various components of these gates were investigated through the preparation of a ferrocene−porphyrin, a ferrocene−phthalocyanine, and a ferrocene−porphyrin−phthalocyanine. A dyad motif for studies of optically based redox switching was prepared that contains a derivative of Ru(bpy) 3 X 2 coupled to a porphyrin. From these and related studies have emerged a number of design considerations for the development of refined optoelectronic gates.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Porphyrin and Phthalocyanine Chemistry · Molecular Sensors and Ion Detection · Supramolecular Chemistry and Complexes
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Department of Chemistry, University of California, Riverside, California 92521-0403, Department of Chemistry, Washington University, St. Louis, Missouri 63130-4889, and Department of Chemistry, North Carolina State University, Raleigh, North Carolina 27695-8204
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