Photophysical characteristics of two novel coumarin derivatives: Experimental and theoretical estimation of dipole moments by solvatochromic shift method (original) (raw)

2014, Canadian Journal of Physics

The exited state ( e ) dipole moment of a molecule is an important parameter, which gives information about electronic and geometrical structure of the molecule in the short-lived state. We have experimentally estimated the exited state ( e ) dipole moment of two novel coumarin derivatives, namely, diethyl 2-acetamido-2-((6-methyl-2-oxo-2H-chromen-4-yl) methyl) malamute (DAM) and 5,6-Benzo-3-[1-(4,5-dicarbomethoxy-1,2,3-triazoloacetyl)] coumarin (5BDTC) by three methods, namely, Lippert's, Bakhshiev's, and Kawski-Chamma-Viallet's. In the Solvatochromic shift method, spectral shift is due to internal excitation of the molecule. We have recorded absorption and emission spectra of the above two novel coumarin derivatives at room temperature using solvents of different polarities. The geometry of the molecules were fully optimized and the ground state dipole moment ( g ) were also calculated theoretically by Gaussian 03 software using B3LYP/6-31g* level of theory. The excited state dipole moment was calculated using CIS/6-31G* level of theory. The g and e were calculated using the solvatochromic shift method and e was also determined in combination with g . It was observed that e were greater than those of g , indicating a substantial redistribution of the -electron densities in a more polar excited state for this coumarin. Further, the changes in dipole moment (⌬) were calculated both from the solvatochromic shift method and on the basis of microscopic empirical solvent polarity (E T N ) and the values are compared. PACS Nos.: 33.50.-j, 87.64.i, 31.70.Hq, 87.15.kg. Résumé : Le moment dipolaire ( e ) de l'état excité d'une molécule est un paramètre important qui nous renseigne sur la structure électronique et géométrique de la molécule dans cet état transitoire de faible durée. Nous estimons expérimentalement le moment dipolaire d'un état excité de deux dérivés de la coumarine, nommément 2-acetamino-2-((6-methyl-2-oxo-2H-chromène-4-yl) methyl) (DAM) et 5,6-Benzo-3-[1-(4,5-dicarbomethoxy-1,2,3-triazoloacetyl)] (5BDTC) à l'aide des trois méthodes de Lippert, de Bashkiev et de Kawski-Chamma-Viallet. En solvatochromie, le déplacement spectral est dû à l'excitation interne de la molécule. Nous enregistrons les spectres d'émission et d'absorption de nos deux dérivés de coumarine à la température de la pièce et en utilisant des solvants de différentes polarités. La géométrie des molécule est complètement optimisée et nous calculons théoriquement le moment dipolaire du fondamental ( g ) à l'aide du logiciel Gaussian 03 au niveau B3LYP/6-31g*. Le moment dipolaire de l'état excité est calculé au niveau CIS/6-31g*. Les moments g et e sont calculés par la méthode du déplacement solvatochromique et e est aussi déterminé en combinaison avec g . Nous observons que les valeurs de e sont plus grandes que celles de g , indiquant une redistribution substantielle des densités d'électrons dans un état avec plus d'excitation polaire. De plus, nous calculons les changements du moment dipolaire (⌬) par la méthode du déplacement solvatochromique et sur la base d'un modèle empirique de la polarité du solvant et nous comparons les valeurs. [Traduit par la Rédaction]