理论研究取代基和电荷对分子机器单元螺吡喃构象转变的影响
本文选题：螺吡喃 + 部花青 ； 参考：《吉林大学》2017年硕士论文
【摘要】：近年来,分子机器引起了科学家的广泛关注。螺吡喃类化合物是典型的光致变色化合物,也是分子机器单元的一种。因为它有好的变色性及读取速度快、成本较低和记录灵敏度高等性质,所以被认为是好的光致变色材料和光存储材料。而且螺吡喃类化合物的光学性质、热学性质可通过修饰分子的结构来进行调整,这使得螺吡喃成为了最近研究的热点。除了光致变色异构化,螺吡喃的电致变色异构化也引起了越来越多的注意。在一个特定的电化学电池里,螺吡喃还原后形成一个阴离子,它的开环异构化反应是自发的。本文用DFT方法研究了一系列具有不同供电子和吸电子取代基的中性、阴离子、阳离子螺吡喃在基态下的开环异构化反应的机理。对电荷引起的螺吡喃结构和反应能垒、速率常数进行了详细讨论。对阴离子螺吡喃开环异构化反应,由电荷密度分布的改变降低了每步能垒,反应速率常数增大。引入BLA几何参数清楚地说明供电子取代基和吸电子取代基对螺吡喃开环异构化反应的影响。本文从理论角度解释了对分子机器单元构象的调控方法。
[Abstract]:In recent years, molecular machines have attracted wide attention from scientists. Spiropyran compounds are typical photochromic compounds and are also one of molecular machine units. It is considered to be a good photochromic material and optical storage material because of its good discoloration, fast reading speed, low cost and high recording sensitivity. Moreover, the optical properties and thermal properties of spiropyran compounds can be adjusted by modifying the structure of molecules. In addition to photochromic isomerization, more and more attention has been paid to the electrochromic isomerization of spiropyran. In a particular electrochemical cell, spiropyran reduces to form an anion, and its ring-opening isomerization reaction is spontaneous. The mechanism of ring-opening isomerization of a series of neutral anions and cationic spiropyrans with different electron supply and absorbent groups in the ground state has been studied by DFT method. The structure, reaction barrier and rate constant of spiropyran induced by charge are discussed in detail. For the ring-opening isomerization of anionic spiropyran, the charge density distribution decreases the energy barrier of each step and the reaction rate constant increases. The geometric parameters of BLA are introduced to explain clearly the effect of electron supply substituents and electron absorbent substituents on the ring-opening isomerization of spiropyran. In this paper, the control method of molecular machine unit conformation is explained theoretically.
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O626
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，本文编号：2069766
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