溶剂极性对激发态分子内质子转移的影响

发布时间：2023-01-12 10:42

　　氢键是一种常见且重要的弱相互作用,在许多物质、分子中都含有氢键。氢键是两个电负性很大的原子X、Y相互接近,在X、Y之间以氢为媒介,生成X-H···Y形式的一种特殊的分子间或者分子内相互作用。激发态分子内质子转移（ESIPT）作为一种重要的反应机理,其反应主要是通过氢键发生的,氢键的相互作用力为反应提供驱动力,氢键的强弱会影响到质子转移的速率。研究发现溶剂极性对氢键和激发态分子内质子转移有重要影响,这对物理、化学和生物等领域都有重要意义。通过实验观察发现了4’-甲氧基-3-羟基黄酮（4M3HF）和2-（4-（二甲基氨基）苯基）-3-羟基-6,7-二甲氧基-4H-色烯-4-酮（HOF）分子在不同溶剂环境中的光物理现象。但是实验上并没有对这两种分子的反应机理进行更为细致的讨论。在这篇文章中,我们使用DFT和TDDFT方法对4M3HF分子和HOF分子的激发态分子内质子转移过程进行了详细的理论研究。我们优化了基态和激发态的分子结构,计算了红外振动光谱、前线分子轨道、电荷转移、势能曲线和过渡态结构。计算出的吸收和发射光谱值与实验数据相匹配。通过计算得到的氢键长度和角度确认了激发态氢键强度的增强机理... 

【文章页数】：51 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 光物理和光化学的发展
    1.2 氢键
    1.3 激发态质子转移
第2章 理论方法
    2.1 密度泛函理论
        2.1.1 密度泛函介绍
        2.1.2 Thomas-Fermi模型
        2.1.3 Hohengerg-Kohn定理
        2.1.4 Kohn-Sham方程
    2.2 含时密度泛函理论
第3章 不同环境对4M3HF分子激发态分子内质子转移的影响
    3.1 简介
    3.2 理论计算
    3.3 结果和讨论
        3.3.1 4M3HF的几何结构
        3.3.2 4M3HF的红外振动光谱和电子光谱
        3.3.3 4M3HF的前线分子轨道的分析
        3.3.4 4M3HF的 RDG等值面
        3.3.5 ESIPT反应机理分析
    3.4 本章结论
第4章 溶剂环境对HOF分子的激发态分子内质子转移的影响
    4.1 简介
    4.2 理论计算
    4.3 结果和讨论
        4.3.1 HOF的几何结构
        4.3.2 HOF的红外振动光谱和电子光谱
        4.3.3 HOF的前线分子轨道分析
        4.3.4 ESIPT反应机理分析
    4.4 本章结论
第5章 总结与展望
致谢
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及参加科研情况



本文编号：3729813