Die Guldi-Gruppe hat gemeinsam mit Kooperationspartnern in Angewandte Chemie International Edition eine neue Studie veröffentlicht. Wir stellen darin ein molekulares System vor, in dem sich die π-Konjugation zwischen zwei Radikalzentren, und damit auch deren Spinkommunikation, mit Licht oder Wärme reversibel ein- und ausschalten lässt.

Dazu haben wir zwei Dithienylethen-Photoschalter (DTE) in Diradikaloide eingebaut, die auf dem TTM-Radikalgerüst (Tris(2,4,6-trichlorphenyl)methyl) basieren. So lässt sich die elektronische Kopplung zwischen den beiden Radikalzentren gezielt durch einen optischen oder thermischen Reiz steuern. Bestrahlt man das offene Isomer mit sichtbarem Licht, wandelt es sich mit einer Effizienz von bis zu 97 % in das geschlossene Isomer um. Dabei verändern sich nicht nur die Farbe, sondern auch die elektrochemischen und magnetischen Eigenschaften, denn im geschlossenen Isomer sind die beiden Radikalzentren durchgehend π-konjugiert.

Wie der Schaltvorgang auf molekularer Ebene abläuft, haben wir mithilfe der Femtosekunden-Transientenabsorptionsspektroskopie untersucht. Eines der Moleküle zeigte dabei ein ungewöhnliches Verhalten: Die Umwandlung vom offenen in das geschlossene Isomer lässt sich durch Licht auslösen, die Rückreaktion hingegen nicht. Sie verläuft ausschließlich thermisch.

Beide bistabilen Diradikale lassen sich somit schnell und reversibel mit Licht und Wärme zwischen dem offenen und dem geschlossenen Zustand schalten. Ihre optischen, elektrochemischen und EPR-spektroskopischen Eigenschaften unterscheiden sich in den beiden Zuständen deutlich. DTE-Linker sind daher ein vielversprechendes Werkzeug, um abstimmbare molekulare Spinsysteme zu entwerfen. Sie ermöglichen es, die magnetische Kopplung von außen zu steuern, was für Anwendungen in der Quantentechnologie interessant sein kann.

Zum Artikel: https://doi.org/10.1002/anie.5705848

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