光酸

光酸是吸收光后酸性增强的分子。光照既可引发光分解以生成强酸,也可引发光缔合(如成环反应)从而提升酸性并解离出质子。

光照下释放质子的分子主要分为两类:光酸產生劑photoacid generatorPAG)与光酸photoacidPAH)。光酸產生劑的质子光解过程不可逆,而光酸分子的质子光解与热缔合过程可逆。对于后者,其激发态呈强酸性且该状态可逆。

光酸產生劑
三氟甲磺酸三苯基锍是发生光解的一个典型实例。这种无色盐由锍阳离子与三氟甲磺酸根阴离子构成。目前已知许多相关盐类,包括含有其他非配位阴离子的盐,以及苯环上带有各种取代基的盐。

三苯基锍盐在233 nm波长处发生吸收,进而解离三个苯基中的一个。随后,解离的苯自由基与剩余的二苯基锍重新结合并释放出H+离子。由于第二步反应不可逆,整个过程同样不可逆,因此三氟甲磺酸三苯基锍属于光酸產生劑。其最终产物为中性的有机硫化物以及强酸三氟甲磺酸。

: [(C6H5)3S+][CF3SO] + hν → [(C6H5)2S+.][CF3SO] + C6H
: [(C6H5)2S+.][CF3SO] + C6H → (C6H5C6H4)(C6H5)S + [CF3SO][H+]

这类光酸的应用包括光刻以及催化环氧化合物的聚合反应。

邻硝基苄酯是一类电中性的光酸產生劑。它们在光照下会释放出磺酸。

福斯特循环由提出,该循环结合了基态酸解离常数(pKa)、吸收光谱与荧光光谱等数据,可用于预测光酸在激发态下的pKa值。

光酸可缩写为PAH,其中的H并不代表以H开头的单词,而是指分子作为布朗斯台德酸反应时失去的质子。

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光致产碱(photogenerated base)是与之相关的一个课题。

参考

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