J 2020

Conformational Control of the Photodynamics of a Bilirubin Dipyrrinone Subunit: Femtosecond Spectroscopy Combined with Nonadiabatic Simulations

JANOŠ, Jiří, Dominik MADEA, Sadegh MAHVIDI, Taufiqueahmed Pirsah MUJAWAR, Jakub ŠVENDA et. al.

Základní údaje

Originální název

Conformational Control of the Photodynamics of a Bilirubin Dipyrrinone Subunit: Femtosecond Spectroscopy Combined with Nonadiabatic Simulations

Autoři

JANOŠ, Jiří, Dominik MADEA (203 Česká republika, domácí), Sadegh MAHVIDI (364 Írán, domácí), Taufiqueahmed Pirsah MUJAWAR (356 Indie, domácí), Jakub ŠVENDA (203 Česká republika, domácí), Jiří SUCHAN, Petr SLAVÍČEK (203 Česká republika) a Petr KLÁN (203 Česká republika, garant, domácí)

Vydání

Journal of Physical Chemistry, Washington, D.C. American Chemical Society, 2020, 1089-5639

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10400 1.4 Chemical sciences

Stát vydavatele

Spojené státy

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 2.781

Kód RIV

RIV/00216224:14310/20:00117372

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

UT WoS

000608855900006

Klíčová slova anglicky

Quantum yield; Photoisomerization; Cyclization; Molecular structure; Excited states

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 17. 2. 2023 21:12, Mgr. Michaela Hylsová, Ph.D.

Anotace

V originále

The photochemistry of bilirubin has been extensively studied due to its importance in the phototherapy of hyperbilirubinemia. In the present work, we investigated the ultrafast photodynamics of a bilirubin dipyrrinone subunit, vinylneoxanthobilirubic acid methyl ester. The photoisomerization and photocyclization reactions of its (E) and (Z) isomers were studied using femtosecond transient absorption spectroscopy and by multireference electronic structure theory, where the nonadiabatic dynamics was modeled with a Landau–Zener surface hopping technique. The following picture has emerged from the combined theoretical and experimental approach. Upon excitation, dipyrrinone undergoes a very fast vibrational relaxation, followed by an internal conversion on a picosecond time scale. The internal conversion leads either to photoisomerization or regeneration of the starting material. Further relaxation dynamics on the order of tens of picoseconds was observed in the ground state. The nonadiabatic simulations revealed a strong conformational control of the photodynamics. The ultrafast formation of a cyclic photochemical product from a less-populated conformer of the studied subunit was predicted by our calculations. We discuss the relevance of the present finding for the photochemistry of native bilirubin. The work has also pointed to the limits of semiclassical nonadiabatic simulations for simulating longer photochemical processes, probably due to the zero-point leakage issue.

Návaznosti

EF17_043/0009632, projekt VaV
Název: CETOCOEN Excellence
LM2015063, projekt VaV
Název: Národní infrastruktura chemické biologie (Akronym: CZ-­OPENSCREEN)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, CZ-­OPENSCREEN: National Infrastructure for Chemical Biology
LM2018121, projekt VaV
Název: Výzkumná infrastruktura RECETOX (Akronym: RECETOX RI)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, RECETOX RI
LM2018140, projekt VaV
Název: e-Infrastruktura CZ (Akronym: e-INFRA CZ)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, e-Infrastruktura CZ
NV18-07-00342, projekt VaV
Název: Studium degradačních produktů bilirubinu vznikajících při fototerapii novorozenecké žloutenky
Investor: Ministerstvo zdravotnictví ČR, Studium degradačních produktů bilirubinu vznikajících při fototerapii novorozenecké žloutenky