I. A study of the dynamics of triplet excitons in molecular crystals. II. An investigation of delayed light emission from Chlorella pyrenoidosa

I. PREAMBLE AND SCOPE

Brief introductory remarks, together with a definition of the scope of the material discussed in the thesis, are given.

II. A STUDY OF THE DYNAMICS OF TRIPLET EXCITONS IN MOLECULAR CRYSTALS

Phosphorescence spectra of pure crystalline naphthalene at room temperature and at 77˚ K are presented. The lifetime of the lowest triplet ³B_1u state of the crystal is determined from measurements of the time-dependence of the phosphorescence decay after termination of the excitation light. The fact that this lifetime is considerably shorter in the pure crystal at room temperature than in isotopic mixed crystals at 4.2˚ K is discussed, with special importance being attached to the mobility of triplet excitons in the pure crystal.

Excitation spectra of the delayed fluorescence and phosphorescence from crystalline naphthalene and anthracene are also presented. The equation governing the time- and spatial-dependence of the triplet exciton concentration in the crystal is discussed, along with several approximate equations obtained from the general equation under certain simplifying assumptions. The influence of triplet exciton diffusion on the observed excitation spectra and the possibility of using the latter to investigate the former is also considered. Calculations of the delayed fluorescence and phosphorescence excitation spectra of crystalline naphthalene are described.

A search for absorption of additional light quanta by triplet excitons in naphthalene and anthracene crystals failed to produce any evidence for the phenomenon. This apparent absence of triplet-triplet absorption in pure crystals is attributed to a low steady-state triplet concentration, due to processes like triplet-triplet annihilation, resulting in an absorption too weak to be detected with the apparatus used in the experiments. A comparison of triplet-triplet absorption by naphthalene in a glass at 77˚ K with that by naphthalene-h₈ in naphthalene-d₈ at 4.2˚ K is given. A broad absorption in the isotopic mixed crystal triplet-triplet spectrum has been tentatively interpreted in terms of coupling between the guest ³B_1u state and the conduction band and charge-transfer states of the host crystal.

III. AN INVESTIGATION OF DELAYED LIGHT EMISSION FROM Chlorella Pyrenoidosa

An apparatus capable of measuring emission lifetimes in the range 5 X 10^-9 sec to 6 X 10^-3 sec is described in detail. A cw argon ion laser beam, interrupted periodically by means of an electro-optic shutter, serves as the excitation source. Rapid sampling techniques coupled with signal averaging and digital data acquisition comprise the sensitive detection and readout portion of the apparatus. The capabilities of the equipment are adequately demonstrated by the results of a determination of the fluorescence lifetime of 5, 6, 11, 12-tetraphenyl-naphthacene in benzene solution at room temperature. Details of numerical methods used in the final data reduction are also described.

The results of preliminary measurements of delayed light emission from Chlorella Pyrenoidosa in the range 10^-3 sec to 1 sec are presented. Effects on the emission of an inhibitor and of variations in the excitation light intensity have been investigated. Kinetic analysis of the emission decay curves obtained under these various experimental conditions indicate that in the millisecond-to-second time interval the decay is adequately described by the sum of two first-order decay processes. The values of the time constants of these processes appear to be sensitive both to added inhibitor and to excitation light intensity.

Highly efficient spin-conversion effect leading to energy up-converted electroluminescence in singlet fission photovoltaics

Free charge generation in donor-acceptor (D-A) based organic photovoltaic diodes (OPV) progresses through formation of charge-transfer (CT) and charge-separated (CS) states and excitation decay to the triplet level is considered as a terminal loss. On the other hand a direct excitation decay to the triplet state is beneficial for multiexciton harvesting in singlet fission photovoltaics (SF-PV) and the formation of CT-state is considered as a limiting factor for multiple triplet harvesting. These two extremes when present in a D-A system are expected to provide important insights into the mechanism of free charge generation and spin-character of bimolecular recombination in OPVs. Herein, we present the complete cycle of events linked to spin conversion in the model OPV system of rubrene/C60. By tracking the spectral evolution of photocurrent generation at short-circuit and close to open-circuit conditions we are able to capture spectral changes to photocurrent that reveal the triplet character of CT-state. Furthermore, we unveil an energy up-conversion effect that sets in as a consequence of triplet population build-up where triplet-triplet annihilation (TTA) process effectively regenerates the singlet excitation. This detailed balance is shown to enable a rare event of photon emission just above the open-circuit voltage (VOC) in OPVs.

Photochemistry of Far Red Responsive Tetrahydroquinoxaline-Based Squaraine Dyes

The photochemical and redox properties of two newly synthesized tetrahydroquinoxaline-based squaraine dyes (SQ) are investigated Using femto- and nanosecond laser flash photolysis, pulse radiolysis, and cyclic voltammetry. In acetonitrile and dichloromethane, these squaraines exist its monomers in the zwitterionic form (lambda(max) approximate to 715 nm, epsilon(max) approximate to 1.66 x 10(5) M-1 cm(-1) in acetonitrile). Their excited sin-let states ((1)SQ*) exhibit a broad absorption hand at 480 nm, with singlet lifetimes of 44 and 123 ps for the two dyes. Both squaraines exhibit poor intersystem crossing efficiency (Phi(ISC) < 0.001). Their excited triplet states ((3)SQ*), however, Ire efficiently generated by triplet-triplet energy transfer Using triplet excited 9,10-dibromoanthracene. The excited triplet states of the squaraines dyes exhibit it broad absorption hand at ca. 560 nm (epsilon(triplet) approximate to 4.2 x 10(4) M-1 cm(-1)) and undergo deactivation via triplet-triplet annihilation and ground-state quenching processes. The oxidized forms of the investigated squaraines (SQ(center dot+)) exhibit absorption maxima at 510 and 610 nm.

Robust Tris-Cyclometalated Iridium(III) Phosphors with Ligands for Effective Charge Carrier Injection/Transport: Synthesis, Redox, Photophysical, and Electrophosphorescent Behavior

With the target to design and develop new functionalized green triplet light emitters that possess distinctive electronic properties for robust and highly efficient phosphorescent organic light-emitting diodes (PHOLEDs), a series of bluish-green to yellow-green phosphorescent tris-cyclometalated homoleptic iridium(III) complexes [Ir(ppy-X)(3)] (X=SiPh3, GePh3, NPh2, POPh2, OPh, SPh, SO2Ph, Hppy=2-phenylpyridine) have been synthesized and fully characterized by spectroscopic, redox, and photophysical methods

A versatile color tuning strategy for iridium(III) and platinum(II) electrophosphors by shifting the charge-transfer states with an electron-deficient core

By fusing an electron-deficient ring system with the phenyl ring of a 2-phenylpyridine (ppy)-type ligand, a new and synthetically versatile strategy for the phosphorescence color tuning of cyclometalated iridium(III) and platinum(II) metallophosphors has been established. Two robust red electrophosphors with enhanced electron-injection/electron-transporting features were prepared by using an electron-trapping fluoren-9-one chromophore in the ligand design. The thermal, photophysical, redox and electrophosphorescent properties of these complexes are reported. These exciting results can be attributed to a switch of the metal-to-ligand charge-transfer (MLCT) character of the transition from the pyridyl groups in the traditional Ir-III or Pt-II ppy-type complexes to the electron-deficient ring core, and the spectral assignments corroborate well with the electrochemical data as well as the timedependent density functional theory (TD-DFT) calculations. The electron-withdrawing character of the fused ring results in much more stable MLCT states, inducing a substantial red-shift of the triplet emission energy from yellow to red for the Ir-III complex and even green to red for the PtII counterpart.

Electronic energy transfer processes in pi-conjugated polymers

Currently pi-conjugated polymers are considered as technologically interesting materials to be used as functional building elements for the development of the new generation of optoelectronic devices. More specifically during the last few years, poly-p-phenylene materials have attracted considerable attention for their blue photoluminescence properties. This Thesis deals with the optical properties of the most representative blue light poly-p-phenylene emitters such as poly(fluorene), oligo(fluorene), poly(indenofluorene) and ladder-type penta(phenylene) derivatives. In the present work, laser induced photoluminescence spectroscopy is used as a major tool for the study of the interdependence between the dynamics of the probed photoluminescence, the molecular structures of the prepared polymeric films and the presence of chemical defects. Complementary results obtained by two-dimensional wide-angle X-ray diffraction are reported. These findings show that the different optical properties observed are influenced by the intermolecular solid-state interactions that in turn are controlled by the pendant groups of the polymer backbone. A significant feedback is delivered regarding the positive impact of a new synthetic route for the preparation of a poly(indenofluorene) derivative on the spectral purity of the compound. The energy transfer mechanisms that operate in the studied systems are addressed by doping experiments. After the evaluation of the structure/property interdependence, a new optical excitation pathway is presented. An efficient photon low-energy up-conversion that sensitises the blue emission of poly(fluorene) is demonstrated. The observed phenomenon takes place in poly(fluorene) derivatives hosts doped with metallated octaethyl porphyrins, after quasi-CW photoexcitation of intensities in the order of kW/cm2. The up-conversion process is parameterised in terms of temperature, wavelength excitation and central metal cation in the porphyrin ring. Additionally the observation of the up-conversion is extended in a broad range of poly-p-phenylene blue light emitting hosts. The dependence of the detected up-conversion intensity on the excitation intensity and doping concentration is reported. Furthermore the dynamics of the up-conversion intensity are monitored as a function of the doping concentration. These experimental results strongly suggest the existence of triplet-triplet annihilation events into the porphyrin molecules that are subsequently followed by energy transfer to the host. After confirming the occurrence of the up-conversion in solutions, cyclic voltammetry is used in order to show that the up-conversion efficiency is partially determined from the energetic alignment between the HOMO levels of the host and the dopant.

Einzelmolekülspektroskopie an einer homologen Reihe von Rylendiimiden und an einem bichromophoren Modellsystem für elektronischen Energietransfer

In dieser Arbeit wurden Untersuchungen zur Fluoreszenzdynamik und zum Mechanismus des Photobleichens einzelner Farbstoffmoleküle einer homologen Reihe von Rylentetracarbonsäurediimiden durchgeführt. Mit der Erweiterung des elektronischen π-Systems verringert sich die HOMO/LUMO-Energiedifferenz, so dass strahlungslose Relaxationsprozesse gemäß des Energielückengesetzes zunehmen. Die konfokale Einzelmolekülspektroskopie in Kombination mit zeitkorrelierter Einzelphotonenzählung ermöglicht es, Fluktuationen der inneren Konversionsrate zu detektieren. Der limitierende Faktor jedes Einzelmolekülexperiments ist die Photostabilität der Moleküle. Für die homologe Reihe konnten mindestens zwei Photobleichmechanismen identifiziert werden. Wenn Singulett-Sauerstoff durch Selbstsensibilisierung erzeugt werden kann, ist unter Luft die Photooxidation der wahrscheinlichste Mechanismus. Unter Ausschluss von Luftsauerstoff spielt die Bildung langlebiger Dunkelzustände eine entscheidende Rolle, die bevorzugt über höher angeregte Triplett- und Singulett-Zustände abläuft. Es wird angenommen, dass es sich hierbei um einen reversiblen Ionisierungsprozess handelt, bei dem das Radikal-Kation der Rylendiimide gebildet wird. Es konnte gezeigt werden, dass durch eine geeignete Wahl der Anregungsbedingungen die Dunkelzustandspopulierung verhindert und zugleich die Photostabilität der Fluorophore deutlich erhöht wird. Durch die Verknüpfung der beiden niedrigsten Homologen erhält man ein Donor-Akzeptor-Modellsystem, bei dem die Anregungsenergie mit hoher Effizienz vom Donor- auf den Akzeptor-Chromophor übertragen wird. In der Fluoreszenz einzelner Bichromophore wurden bei selektiver Anregung des Donors kollektive Auszeiten beobachtet, die durch effiziente Singulett-Triplett-Annihilation verursacht werden.

Photonen-Aufkonversion in Nanokapseln

Die vorliegende Dissertation zeigt eine erfolgreiche Verknüpfung der Triplett-Triplett-Annihilations-Aufkonversion (TTA-UC) mit möglichen biologischen Anwendungen. Die Grundlage für solche Anwendungen ist ein Transfer der TTA-UC aus seinem üblicherweise verwendeten organischen Medium in eine wässrige Umgebung. Um diesen Transfer zu realisieren, wurden, unter Anwendung der Technik des Miniemulsionsprozesses, in Wasser dispergierte Nanokapseln herstellt. Der Kern dieser Nanokapseln besteht aus einem flüssigen hydrophoben Medium (meist Hexadekan oder Phenylheptadekan), in dem die zur TTA-UC notwendigen Farbstoffe gelöst sind. Dieser flüssige Kern ist vollständig von einer festen Polymerhülle umschlossen und somit isoliert von seiner wässrigen Umgebung. Es wurden insgesamt drei Generationen solcher Nanokapseln hergestellt, die sich hauptsächlich im Herstellungsprozess, aber auch beim Material von Kern und Hülle unterscheiden. Mittels dieser Variationen konnten die Nanokapseln in Bezug auf Effizienz, Anregungswellenlänge und Sauerstoffempfindlichkeit optimiert werden. Bei der ersten Generation wurde die radikalische Miniemulsionspolymerisation zur Kapselbildung verwendet. Die zweite Generation wurde durch die Kombination des Lösungsmittelverdampfungsprozesses mit dem Miniemulsionsprozess entwickelt und liefert somit eine alternative Möglichkeit der Kapselbildung unter milden Reaktionsbedingungen, was eine uneingeschränkte Auswahl der UC-Farbstoffpaare ermöglicht. Durch den Einsatz unterschiedlicher Sensitizer konnte die Anregungswellenlänge der TTA-UC in den roten und in den nahen Infrarot-Bereich des sichtbaren Spektrums verschoben werden. Diese Verschiebung ist im biologischen Anwendungsbereich von enormer Bedeutung, da dort eine Überlappung mit dem natürlichen optischen Fenster von menschlicher Haut und Gewebe stattfindet. Dies reduziert die Streuung der Anregungsquelle im zu untersuchende Medium und ermöglicht hohe Eindringtiefen. Mit den Kapseln der zweiten Generation wurde zum ersten Mal TTA-UC in lebenden HeLa-Zellen (Krebszellen) und MSCs (Mesenchymale Stammzellen) nachgewiesen. Die verzögerte Fluoreszenz aus den Zellen wurde mit biologischen Standardverfahren, sowohl mit der Durchflusszytometrie (FACS) als auch am cLSM nachgewiesen. Besondere Vorteile gegenüber direkter Fluoreszenz konnten bei der Bildgebung von Zellen erreicht werden. Die relativ energiearme Anregungswellenlänge und die dazu anti-Stokes verschobene, detektierte verzögerte UC-Fluoreszenz lieferte eine bessere Bildqualität und eine sehr geringe Phototoxizität der Zellen. Die Kapseln der dritten Generation zeichnen sich durch ihre anorganische, tetraedrisch verknüpfte SiO2-Hülle aus und wurden mittels einer Grenzflächenreaktion (Sol-Gel-Prozess) in Miniemulsion hergestellt. Diese Kapseln weisen im Vergleich zu den Polymernanokapseln eine bessere UC-Effizienz auf und sind zusätzlich stabiler und robuster.

Noncoherent upconversion in multimolecular organic systems

The dissertation is devoted to the investigation of the process of triplet-triplet annihilation assisted upconversion (TTA – UC). The current state of the art of the used nowadays emitters and sensitizers was overviewed. The new emitters, synthesized mainly on the base of perylene, were created and analyzed for the applicability for TTA – UC in the combination with the sensitizers from tetrabenzo- and tetranaphtoporphyrin families. A strong influence of the excitation beam parameters on UC efficiency was shown. The new strategy of an effective UC emitter’s creation by comprising the functions of two chromophors in a dyad, where the function of the triplet-triplet transfer (TTT) and the triplet-triplet annihilation (TTA) are attributed to different parts of the molecule, was represented. The successful transfer of an UC medium into the water environment by the encapsulation of hydrophobic UC dyes into the micelles, formed by the PTS surfactant, was done. Resulting quantum efficiency is comparable with that in an organic solvent. An extremely strong dependence of the efficiency of the TTA – UC process on temperature in such micellar structures was obtained

Unraveling efficiency-limiting processes in organic solar cells by ultrafast spectroscopy - impact of chemical structure and morphology on photophysics and efficiency

Diese Arbeit widmet sich der Untersuchung der photophysikalischen Prozesse, die in Mischungen von Elektronendonoren mit Elektronenakzeptoren zur Anwendung in organischen Solarzellen auftreten. Als Elektronendonoren werden das Copolymer PBDTTT-C, das aus Benzodithiophen- und Thienothiophene-Einheiten besteht, und das kleine Molekül p-DTS(FBTTh2)2, welches Silizium-überbrücktes Dithiophen, sowie fluoriertes Benzothiadiazol und Dithiophen beinhaltet, verwendet. Als Elektronenakzeptor finden ein planares 3,4:9,10-Perylentetracarbonsäurediimid-(PDI)-Derivat und verschiedene Fullerenderivate Anwendung. PDI-Derivate gelten als vielversprechende Alternativen zu Fullerenen aufgrund der durch chemische Synthese abstimmbaren strukturellen, optischen und elektronischen Eigenschaften. Das gewichtigste Argument für PDI-Derivate ist deren Absorption im sichtbaren Bereich des Sonnenspektrums was den Photostrom verbessern kann. Fulleren-basierte Mischungen übertreffen jedoch für gewöhnlich die Effizienz von Donor-PDI-Mischungen.rnUm den Nachteil der PDI-basierten Mischungen im Vergleich zu den entsprechenden Fulleren-basierten Mischungen zu identifizieren, werden die verschiedenen Donor-Akzeptor-Kombinationen auf ihre optischen, elektronischen und strukturellen Eigenschaften untersucht. Zeitaufgelöste Spektroskopie, vor allem transiente Absorptionsspektroskopie (TA), wird zur Analyse der Ladungsgeneration angewendet und der Vergleich der Donor-PDI Mischfilme mit den Donor-Fulleren Mischfilmen zeigt, dass die Bildung von Ladungstransferzuständen einen der Hauptverlustkanäle darstellt.rnWeiterhin werden Mischungen aus PBDTTT-C und [6,6]-Phenyl-C61-buttersäuremethylesther (PC61BM) mittels TA-Spektroskopie auf einer Zeitskala von ps bis µs untersucht und es kann gezeigt werden, dass der Triplettzustand des Polymers über die nicht-geminale Rekombination freier Ladungen auf einer sub-ns Zeitskala bevölkert wird. Hochentwickelte Methoden zur Datenanalyse, wie multivariate curve resolution (MCR), werden angewendet um überlagernde Datensignale zu trennen. Zusätzlich kann die Regeneration von Ladungsträgern durch Triplett-Triplett-Annihilation auf einer ns-µs Zeitskala gezeigt werden. Darüber hinaus wird der Einfluss des Lösungsmitteladditivs 1,8-Diiodooctan (DIO) auf die Leistungsfähigkeit von p-DTS(FBTTh2)2:PDI Solarzellen untersucht. Die Erkenntnisse von morphologischen und photophysikalischen Experimenten werden kombiniert, um die strukturellen Eigenschaften und die Photophysik mit den relevanten Kenngrößen des Bauteils in Verbindung zu setzen. Zeitaufgelöste Photolumineszenzmessungen (time-resolved photoluminescence, TRPL) zeigen, dass der Einsatz von DIO zu einer geringeren Reduzierung der Photolumineszenz führt, was auf eine größere Phasentrennung zurückgeführt werden kann. Außerdem kann mittels TA Spektroskopie gezeigt werden, dass die Verwendung von DIO zu einer verbesserten Kristallinität der aktiven Schicht führt und die Generation freier Ladungen fördert. Zur genauen Analyse des Signalzerfalls wird ein Modell angewendet, das den gleichzeitigen Zerfall gebundener CT-Zustände und freier Ladungen berücksichtigt und optimierte Donor-Akzeptor-Mischungen zeigen einen größeren Anteil an nicht-geminaler Rekombination freier Ladungsträger.rnIn einer weiteren Fallstudie wird der Einfluss des Fullerenderivats, namentlich IC60BA und PC71BM, auf die Leistungsfähigkeit und Photophysik der Solarzellen untersucht. Eine Kombination aus einer Untersuchung der Struktur des Dünnfilms sowie zeitaufgelöster Spektroskopie ergibt, dass Mischungen, die ICBA als Elektronenakzeptor verwenden, eine schlechtere Trennung von Ladungstransferzuständen zeigen und unter einer stärkeren geminalen Rekombination im Vergleich zu PCBM-basierten Mischungen leiden. Dies kann auf die kleinere Triebkraft zur Ladungstrennung sowie auf die höhere Unordnung der ICBA-basierten Mischungen, die die Ladungstrennung hemmen, zurückgeführt werden. Außerdem wird der Einfluss reiner Fullerendomänen auf die Funktionsfähigkeit organischer Solarzellen, die aus Mischungen des Thienothienophen-basierenden Polymers pBTTT-C14 und PC61BM bestehen, untersucht. Aus diesem Grund wird die Photophysik von Filmen mit einem Donor-Akzeptor-Mischungsverhältnis von 1:1 sowie 1:4 verglichen. Während 1:1-Mischungen lediglich eine co-kristalline Phase, in der Fullerene zwischen den Seitenketten von pBTTT interkalieren, zeigen, resultiert der Überschuss an Fulleren in den 1:4-Proben in der Ausbildung reiner Fullerendomänen zusätzlich zu der co kristallinen Phase. Transiente Absorptionsspektroskopie verdeutlicht, dass Ladungstransferzustände in 1:1-Mischungen hauptsächlich über geminale Rekombination zerfallen, während in 1:4 Mischungen ein beträchtlicher Anteil an Ladungen ihre wechselseitige Coulombanziehung überwinden und freie Ladungsträger bilden kann, die schließlich nicht-geminal rekombinieren.

The lowest singlet and triplet states of the oxyallyl diradical

Small S-T splitting : The photoelectron spectrum of the oxyallyl radical anion (see picture) reveals that the electronic ground state of oxyallyl is singlet, and the lowest triplet state is separated from the singlet state by only (55 ± 2) meV in adiabatic energy.

Photoelectron spectroscopy of HCCN- and HCNC- reveals the quasilinear triplet carbenes, HCCN and HCNC

Negative ion photoelectron spectroscopy has been used to study the HCCN- and HCNC- ions. The electron affinities (EA) of cyanocarbene have been measured to be EA(HCCN (X) over tilde (3)Sigma(-)=2.003+/-0.014 eV and EA(DCCN (X) over tilde (3)Sigma(-))=2.009+/-0.020 eV. Photodetachment of HCCN- to HCCN (X) over tilde (3)Sigma(-) shows a 0.4 eV long vibrational progression in nu(5), the H-CCN bending mode; the HCCN- photoelectron spectra reveal excitations up to 10 quanta in nu(5). The term energies for the excited singlet state are found to be T-0(HCCN (a) over tilde (1)A('))=0.515+/-0.016 eV and T-0(DCCN (a) over tilde (1)A('))=0.518+/-0.027 eV. For the isocyanocarbene, the two lowest states switch and HCNC has a singlet ground state and an excited triplet state. The electron affinities are EA(HCNC (X) over tilde (1)A('))=1.883+/-0.013 eV and EA((X) over tilde (1)A(') DCNC)=1.877+/-0.010 eV. The term energy for the excited triplet state is T-0(HCNC (a) over tilde (3)A("))=0.050+/-0.028 eV and T-0(DCNC (a) over tilde (3)A("))=0.063+/-0.030 eV. Proton transfer kinetics in a flowing afterglow apparatus were used to re-measure the enthalpy of deprotonation of CH3NC to be Delta(acid)H(298)(CH3NC)=383.6+/-0.6 kcal mol(-1). The acidity/EA thermodynamic cycle was used to deduce D-0(H-CHCN)=104+/-2 kcal mol(-1) [Delta(f)H(0)(HCCN)=110+/-4 kcal mol(-1)] and D-0(H-CHNC)=106+/-4 kcal mol(-1) [Delta(f)H(0)(HCNC)=133+/-5 kcal mol(-1)]. (C) 2002 American Institute of Physics.

Singlet and triplet molecular interaction in excimers

A perturbative approach is developed to determine, term by term, the contributions of the various forces to the excimer potentials of the singlet and triplet excimers. The results show that the singlet excimer of naphthalene is more stable than the corresponding triplet excimer primarily due to large contributions of the exciton-resonance and the dispersion energy terms. The variation of the various terms with the conformations of the excimers suggests that the singlet and triplet excimers of naphthalene cannot have identical structure.

Triplet-state Photophysics and Transient Photochemistry of Cyclic Enethiones A Laser Flash Photolysis Study

The triplets of four cyclic enethiones, including thiocoumarin, have been investigated by nanosecond laser flash photolysis. Data are presented for transient spectra and kinetics associated with triplets, quantum yields of intersystem crossing and singlet oxygen photosensitization. The quenching of the thiocoumarin triplet (A:, = 485 nm, E:,, = 8.8 x lo3 dm3 mol-' cm-'in benzene) by several olefins, amines and hydrogen donors occurs with rate constants of 107-5 x lo9 dm3 mol-' s-'; the lower limits of quantum yields ( c#+~) for the related photoreactions, estimated from ground-state depletion, are generally small (0.0-0.1 1 in benzene, except for good hydrogen donors, namely, p-methoxythiophenol and tri-n-butylstannane) . The radical anion of thiocoumarin (A,,, = 405-435 nm) is formed in two stages upon triplet quenching by triethylamine in acetonitrile; the fast component is the result of direct electron transfer to the triplet and the slower component is assigned to secondary photoreduction of the thione ground state by the a-aminoalkyl radical derived from the triethylamine radical-cation.

Oxidations of thio ketones by singlet and triplet oxygen

Oxidation of di-tert-butyl thioketone (1) and 2,2,4,4-tetramethylcyclobutylth ioketone (2) by singlet oxygen yields the corresponding sulfine and ketone; in the case of 1 the sulfine is the major product, whereas in 2 it is the ketone. 1,2,3-Dioxathietane has been suggested as the precursor for the ketones, and the zwitterionic/diradid peroxide is believed to be a common primary intermediate for both sulfine and ketone. Steric influence is felt both during primary interaction between singlet oxygen and thioketone and during the partitioning of the peroxide intermediate. Steric interaction is suggested as the reason for variations in the product distribution between 1 and 2. Singlet oxygen is also generated through energy transfer from the triplet state of thioketones. These excited states also directly react with oxygen to yield ketone.