芳香共轭体系电子光谱的取代基效应

推导出芳香共轭体系的电子跃迁能与取代基效应以及溶剂效应之间的关系方程式.提出一个新的取代基参数α.也测定了十三种取代基相应的α值,并通过苯、DPDO(Ⅰ)、DPDO(Ⅱ)、反-BPDE和PBO五个系列化合物的电子光谱验证了这一关系式.     

5-甲基-3-硝基-4-异噁唑甲酰腙分子光谱的理论计算

采用B3LYP/3-21+G*方法,对5-甲基-3-硝基-4-异噁唑甲酰腙及其取代物的基态结构进行优化,用间略微分重叠(ZINDO)计算其电子吸收光谱(UV-Vis);用CIS/STO-3G方法优化其最低激发单重态的几何结构,用密度泛函理论方法TD-PBEPBE/6-311+G-water计算其发射光谱.同时还探讨了取代基的种类(如—CH3,—C2H5,—NH2等推电子基,—NO2,—Cl,—COOH等吸电子基)、取代基的位置(如邻位取代、间位取代、对位取代)和溶剂等因素对其衍生物电子光谱性质的影响.结果表明:标题物的模拟UV-Vis 3个光谱峰和其荧光发射最大值均与标题物分子的实验值基本符合;改变取代基的种类和位置等均可精细地调控标题物的光谱峰位和强度.     

硝基取代亚酞菁衍生物的电子光谱和非线性光学性质的理论研究

在AM₁方法优化的几何结构基础上,用INDO/CI-SOS方法深入探讨亚酞菁(C₂₄H₁₂B₁Cl₁N₆)的硝基取代对体系的电子光谱和二阶非线性光学性质的影响.结果表明,吸电子取代基和取代基的共轭链的增长对亚酞菁的分子结构和电子光谱的最大吸收峰影响很小,但对非线性光学性质都有较大影响,随着共轭链的增长,二阶非线性光学系数大幅度增强.未被取代的亚酞菁的β₀计算值与实验值十分相符,分别为-0.73×10^-28和-0.70×10^-28esu,共轭链最长的硝基取代化合物β₀值增大到-1.47×10^-28esu,增加约近1倍.     

含三亚吡嗪生色团的有机芳香分子的二阶NLO性质

采用密度泛函理论B3LYP/6-311G**方法,对一系列含三亚吡嗪生色团的有机芳香分子的几何结构、二阶NLO性质和电子光谱进行了理论研究.结果表明:研究分子中两侧取代基的推或拉电子能力和相对位置的变化,以及引入五元芳香杂环都将对分子的二阶NLO系数β值产生重要影响.当左右两侧取代基分别为—NO2和—C(NH2)3以及引入吡咯杂环时可以获得最大的β值,并显示了较好的透光性.该系列化合物在NLO材料领域有着较好的应用前景.     

噻吩低聚物能级结构的量子化学研究

用量子化学方法计算了系列EDOT低聚物的紫外-可见吸收光谱和前线分子轨道,得到了相应的能级结构参数.与实验值进行对比发现,计算值与实验值具有相同的变化趋势.计算结果表明,通过选择性地改变共轭主链的长度、取代基的位置和取代基的类型,可以规律性地改变化合物光谱性质和能级结构.     

反式二苯乙烯系列衍生物双光子吸收截面的理论研究

采用PM3和INDO/CI理论方法,系统研究了对称取代反式二苯乙烯衍生物的结构和电子光谱.在正确的UV-Vis光谱基础上,预测了双光子吸收峰的位置.自编程序用SOS公式计算了三阶非线性光学系数及双光子吸收截面,并从微观上探讨了不同取代基对双光子吸收截面的影响     

聚对苯撑乙烯齐聚物及其衍生物电子结构和发光机理的理论研究

运用量子化学从头算ab initio HF方法对聚对苯撑乙烯剂聚物及其衍生物的几何结构进行了优化,分析了前线分子轨道成分,确认了电子光谱的跃迁轨道。计算结果表明,聚苯撑乙烯剂聚物及衍生物的电子云分布与其结构密切相关,不同取代基修饰下的二聚苯撑乙烯的电子光谱发生红移,且随取代基推电子能力加强红移显。电子光谱跃迁主要是最高占据轨道向最低空轨道之间的π－π^*跃迁,计算结果和实验吻合得很好。     

三联吡啶铂(Ⅱ)配合物光谱性质的密度泛函研究

采用密度泛函理论方法(DFT),对三联吡啶铂(Ⅱ)配合物的结构与电子光谱进行了系统研究.筛选的PBE/LanL2DZ(6-311+G(d))—BMK/LanL2DZ(6-31+G(d))方法,计算结果能较好地与实验值吻合:对光谱峰波长的计算,吸收光谱和发射光谱平均误差分别为14 nm和17 nm.通过对前线分子轨道的分析,归属了各光谱峰的跃迁类型.计算结果表明,不同推拉电子效应的取代基对配合物光谱峰的位置和跃迁类型具有较大影响,为已有的实验结论提供了有力的理论阐述.     

可溶性氧钒酞菁的非共振三阶非线性光学性质

合成了不同取代基和不同取代基位置的可溶性氧钒酞菁化合物,并采用简并四波混频方法测定了这些化合物在非共振条件下的<γ>值和 x~((3)) 值,它们分别在10~(-31)esu及10~(-10)～10~(-9)esu数量级、酞菁环上取代基的性质将影响化合物的<γ>值,取代基的给电子能力越强,<γ>值就越大,而取代基位置对<γ>值的影响较小.     

多溴二苯醚取代特征对其芳香烃受体结合能力的效应分析

以已知18种多溴二苯醚（polybrominated diphenyl ethers,PBDEs）芳香烃受体结合能力实验值为因变量,构建基于取代基参数的PBDEs芳香烃受体结合能力定量构效关系模型以补足PBDEs芳香烃受体结合能力值,借助全析因实验的分析方法研究不同取代位置对PBDEs芳香烃受体结合能力的主效应及二阶交互效应,并分别从总取代基数、两苯环取代相似性、同一苯环取代基分布性综合研究PBDEs取代特征对芳香烃受体结合能力的影响规律.研究表明： PBDEs芳香烃受体结合能力受各取代位置主效应和二阶交互效应的显著影响,邻位取代基可显著降低PBDEs芳香烃受体结合能力,对位取代基则显著增强,间位取代基主效应较弱,主要通过与邻对位取代基间的二阶交互效应影响PBDEs芳香烃受体结合能力;总取代基数、两苯环取代相似性与PBDEs芳香烃受体结合能力无显著相关性,而同一苯环上取代基间分散性越大,同系物芳香烃受体结合能力越小.     

取代基对依布硒啉电子结构及光谱性质影响的理论研究

采用密度泛函理论B3LYP方法在6-311++G**水平对依布硒啉及其6个衍生物进行结构优化,并分析了取代基对分子几何构型、电荷分布、前线轨道能级分布的影响.在相同计算水平上采用含时密度泛函理论方法进行了电子光谱研究,讨论了取代基对电子光谱的影响.计算结果表明,标题化合物分子为非平面结构,苯并异硒唑酮环与苯环之间存在一...     

2-(p-取代苯乙烯基)噻唑碘盐的电子光谱研究

本文测定八种2-(p-取代苯乙烯基)噻唑碘盐染料的电子光谱。研究其吸收光谱的λ_(max)与取代基常数σ之间的定量关系,以λ_(max)值对Δσ(σρ-σm)作图呈线性趋势。并发现这些染料吸收带的溶剂效应符合 Nicol 理论。     

C62及其吡啶衍生物结构与电子光谱的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法, 在TZP基组水平下计算C62及其吡啶衍生物几何与电子结构, 在全优化构型基础上, 采用TD-DFT方法对其低激发态进行计算, 预测其电子吸收光谱. 结果表明, 四种异构体的电子光谱中, 特征吸收来自C62内部的跃迁贡献, 也包括取代基到C62的电子转移. 取代基中N原子位置对490 nm左右吸收带的强度有影响, 两种顺式结构表现较为明显, 而两种反式结构衍生物光谱特征基本相同.     

可溶性氧钒酞菁的非共振三阶非线性光学性质

合成了不同取代基和不同取代基位置的可溶性氧钒酞菁化合物, 并采用简并四波混频方法测定了这些化合物在非共振条件下的<γ>值和X^(^3^)值, 它们分别在10^-^3^1esu及10^-^1^0~10^-^9esu数量级。酞菁环上取代基的性质将影响化合物的<γ>值, 取代基的给电子能力越强, <γ>值就越大, 而取代基位置对<γ>值的影响较小。     

2,5-取代基-3,4-C60吡咯衍生物的电子光谱和非线性光学性质规律的理论研究

利用量子化学半经验AM1及ZINDO方法研究了2,5-取代基-3,4-C60吡咯衍生物的结构规律和光谱性质.以全自由度优化几何构型为基础,计算了化合物的电子光谱.几种化合物在400 nm以上均产生非C60特征吸收,结果与实验值一致,并对电子跃迁进行了指认,分析了光谱红移的原因.同时用INDO/CI-SOS方法计算了它们的二阶非线性光学系数,其βμ值在-30.14×10-30～-65.49×10-30 esu之间.     

氟取代三(8-羟基喹啉)铝衍生物电子结构、电子光谱的量子化学研究: 实现蓝色发光的途径

采用Gaussian 03程序包和密度泛函理论(DFT)B3LYP/6-31G方法, 研究了三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)的3种氟代衍生物的电子结构与电子光谱, 讨论了氟原子在不同位置取代对Alq3的前线轨道、HOMO-LUMO能隙以及电子光谱的影响, 发现氟取代使Alq3的前线轨道能级降低, 在6位碳上氟代的Alq3的HOMO-LUMO能隙变大, 吸收和发射光谱发生蓝移, 而在5和7位碳上氟代的Alq3能隙变小, 吸收和发射光谱发生红移. 理论模拟结果与实验事实基本吻合, 证明在Alq3分子的合适位置进行化学修饰可实现蓝色发光.     

氟代十二顶点碳硼烷结构和非线性光学性质的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法,计算并分析了四氟取代十二顶点碳硼烷及其衍生物的结构和非线性光学(NLO)性质.结果表明,改变四氟碳硼烷取代基的共轭性或给吸电子能力,会使分子中碳硼笼原子间距离发生改变.碳硼烷取代基的给吸电子能力越强,其偶极矩越大.分子极化率随取代基共轭性和体积的增加而增大.引入强吸电子基或增加四氟碳硼烷取代基的共轭性,可使其二阶NLO响应明显增强.通过分析分子的电子光谱和对应的分子轨道组成可知,第一超极化率最大的分子4a’发生碳硼笼到并苯取代基的电荷转移.     

用氧化值法判断取代基属于哪一类的经验规律

苯的一取代物所起的亲电取代反应,根据大量实验事实归纳出下面的定位规律： 1.在苯环上新导入的取代基的位置主要由原有取代基来决定。2.可以把取代基分为两类：第一类取代基使新导入的基团进入邻位和对位,并且使反应易于进行（卤素除外）;第二类定位基使新导入的取代基进入间位,并且使取代反应难于进行。     

含Schiff碱基噻唑衍生物二阶NLO性质的理论研究

采用密度泛函理论B3LYP/6-311G**方法,对一系列含Schiff碱基噻唑衍生物的二阶非线性光学(NLO)性质和电子光谱进行了研究.结果表明,分子中推、拉电子取代基强度的提高,噻唑环数的增加以及Schiff碱基的引入有利于提高分子的βtot值.光谱数据显示,分子中HOMO轨道向LUMO,LUMO+2及LUMO+3轨道的电子跃迁对分子的电子光谱有重要贡献.该系列化合物由于具有较大的二阶NLO响应与良好的透光范围,可以作为潜在的NLO材料.     

反-1,2-双[2-(5-取代苯基恶唑基)]环丙烷的合成与光性能的研究

合成了8个反 -1,2-双[2-(5-取代苯基恶唑基)]环丙烷和2个1,2-双[2-取代苯基恶唑基)]乙烷,其中9个为新化合物.讨论了化合物的结构与其电子光谱及荧光量子产率间的关系.发现恶唑环与三元环间存在一定程度的共轭,并解释了上述化合物荧光量子产率较低的现象.