5. Этюд в желтом цвете

Хорошо известны солнцезащитные очки, которые темнеют по мере усиления солнечного света. В них используется фотохромный эффект, т. е. поглощение фотона некоторыми молекулами приводит к их изомеризации в таутомер с иной длиной волны максимума поглощения и с более высоким коэффициентом экстинкции.

Пример такого рода дают изображенные здесь так называемые анильные системы. Когда соединение А, являющееся одновременно фенолом и основанием Шиффа, поглощает фотон, оно изомеризуется в кетоенамин В. Переход осуществляется путем перемещения протона от кислорода к азоту сопряженно с миграцией -электронов. Такое перераспределение электронов, вовлекающее 6 атомов и 6 электронов, обратимо: в темноте неустойчивый таутомер В путем термической реакции самопроизвольно возвращается в исходное состояние. Соединение А имеет соломенно-желтую окраску, тогда как соединение В поглощает в красной области.

Оба таутомера фиксируются в доступных для них циклических конформациях, указанных на схеме, благодаря водородным связям в форме в форме В. Поучительно подвести здесь краткий термохимический баланс:

(см. скан)

Пренебрегая слабым различием в энергиях внутримолекулярных водородных связей в каждой из этих двух форм и используя стандартные значения энергий связей, находим, что соединение А устойчивее соединения В примерно на 24 ккал/моль в основном за счет ароматичности бензольного цикла, поскольку циклодиеноновая структура соединения В возвращается к фенольной структуре соединения А.

Фотохромизм, характерный для многих молекулярных систем, находит многочисленные применения, в частности в индикаторах цифровых табло.

Литература.

(см. скан)