A Photoreduction of Phenanthrenequinone by ESR and TRESR Spectroscopy(I)-Solvent Effect on Hyperfine-Splitting Constant of Radicals

ESR 및 TRESR 分光法에 의한 Phenanthrenequinone의 光環元反應(I). Radical의 超微細分離常數에 미치는 溶媒效果

The hyperfine splitting constants of phenanthrenequinone anion radical have been determined for the solution of triethylamine with 2-propanol, 2-pentanol or benzene by cwESR and time-resolved ESR methods. The radical anion was produced by photolysis using a pulsed excimer laser. The resulting hyperfine splitting constant A$_{H1}$ and A$_{H2}$ are 1.662, 0.378 in 2-propanol, 1.602, 0.361 in 2-pentanol and 1.518 in benzene respectively. The hyperfine coupling constants decrease with the decreasing of polarity of the mixed solvent. The tendency of the variation depends on the polarity of the solvents, thus, making it in impossible to observe the magnetic equivalent proton in a mixed solvent of nonpolar benzene. Particularly, time-resolved ESR spectrum of triethylamine radical (TEA${\cdot}$) has been observed in 0.15∼0.30 ${\mu}s$ from the solvent of 3 : 1 with 2-pentanol and triethylamine. Thus from the results of solvent effect, we can suggest that the identification of the unstable short-lived spin polarized phenanthrenequinone anion radical(*PQ${\cdot}^-$) proceed through photochemistry.

유기용매인 2-propanol, 2-pentanol 또는 benzene에 triethylamine을 혼합시켜 phenanthrenequinone을 포화시킨 용액에 Excimer laser(XeCl)를 쪼인 광환원반응에서 생성된 음이온 라디칼의 초미세 분리상수 전자스핀 공명분광법과 시간분애 전자스핀 공명분광법을 이용하여 얻었다. 그 결과 초미세분리상수 A$_{H1}$과 A$_{H2}$는 2-propanol에서 1.662, 0.378, 2-pentanol에서 1.602, 0.361 G이었고, benzene에서는 A$_{H1}$은 1.518이었다. 이와같이 혼합용매의 극성이 감소함에 따라 초미세 분리상수는 감소하였고, 비극성인 벤젠 혼합용매하에서는 자기적 등가양성자에 의한 작은 초미세분리(A$_{H2}$)는 측정할 수 없었다. 특히 2-pentanol과 triethylamine과의 3:1 혼합용매하에서 trietylamine radical(TEA${\cdot}$)이 0.15~0.30${\mu}s$ 시간범위의 시간분해 전자스핀공명 스펙트럼에서 phenanthrenequinone 음이온 라디칼과 함께 측정되었다. 이와같은 용매효과의 시간분해 전자스핀공명 스펙트럼의 측정 결과로부터 불안정한 짧은 수명의 반응중간체인 스핀편극된 phenanthrenequinone 음이온 라디칼(*PQ${\cdot}^-$)의 존재를 알 수 있었고, 각 혼합용매에서 초미세분리상수를 얻었다