激发态氢键动力学对分子内和分子间质子转移的影响

发布时间：2017-11-19 23:12

  本文关键词：激发态氢键动力学对分子内和分子间质子转移的影响

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【摘要】：氢键在许多化学过程以及物理过程中占有重要位置。并且,氢键在自然体系中是普遍的、不可或缺的,它对生命周期的维持的重要作用已得到证实。氢键它既能够存在于分子内也能够存在于分子之间。最近,研究学者们提出了种被称为“激发态氢键动力学”的新反应机制。该机制指出激发态氢键的改变能够抑制或者促进质子转移过程的发生。自此之后,研究者们通过各种实验方法和理论方法来研究分子内和分子间氢键。目前,激发态氢键动力学可以用来进一步解释分子内电荷转移、光诱导的电子转移、荧光共振能量转移以及激发态质子转移等等。其中,激发态分子内质子转移或者激发态分子间质子转移受到研究者们的青睐。激发态质子转移之后,目标分子能够产生同分异构体,这就吸引了研究者们来设计分子并且将它们应用于紫外滤镜、激光染料和发光二极管等。因此,有关质子转移的大量理论、实验研究还在继续进行着。本文主要对选择的三个分子体系做了相应的研究：2-羟基-1-萘甲醛和水杨酸合成的芳香烃分子(为了简便我们称其为“II发色团”分子)激发态质子转移机制的研究、1-吗啉基甲基-2-萘酚激发态质子转移机制的研究和7-羟基喹啉-三甲醇团簇激发态多重质子转移机制的研究。我们所采用含时密度泛函和密度泛函理论方法、B3LYP函数、TZVP基组和6-31+G(d)基组分别对不同的分子体系做了构型优化以及计算了相应的光谱图(吸收荧光光谱、红外光谱等),从而判断我们理论计算的结果是否与实验结果相一致。最后通过势能曲线结合基态、激发态氢键键长的变化来判断是否能发生质子转移。其中本文中我们又对7-羟基喹啉在甲醇溶液中的多重质子转移的细节做了讨论。我们发现在甲醇溶液中7HQ的质子转移是沿着由三个甲醇所构成的分子链完成的,但是通过对相应的势能曲线的分析我们发现A、B两种质子转移机制类型是竞争性共存的。当然这种新机制的提出我们也希望能够得到后继实验数据的支持。
【学位授予单位】：辽宁大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O641.1
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本文编号：1205233