质子转移反应质谱用于痕量挥发性有机化合物的在线分析

质子转移反应质谱(PTR-MS)是一种化学电离源质谱技术,专门用于痕量挥发性有机化合物(VOCs)实时在线检测.此技术利用H3O-作化学电离源试剂离子与作为质子接受体的VOCs发生质子转移反应.大气中的O2,N1,CO2等主要成分由于其质子亲和势低于H2O,而不与H3O发生质子转移反应,因此可在大气环境下检测痕量VOC...     

通过改变原子电负性调控异硫氰酸苯并恶唑荧光染料的激发态分子内质子转移过程和光物理性质

激发态分子内质子转移因其独特的光学性质而受到研究人员的青睐. 然而,关于改变原子电负性对激发态分子内质子转移过程和光物理性质影响的系统研究相对较少. 本文通过理论方法选择了一系列苯并噁唑异硫氰酸酯荧光染料(2-HOB、2-HSB 和2-HSeB),并通过改变氧族原子的电负性,系统地研究了激发态分子内质子转移过程和光物理性质. 计算的键角、键长、能隙和红外光谱分析表明,3个分子的分子内氢键强度依次为2-HOB<2-HSB<2-HSeB. 相应地,势能曲线的能垒大小为2-HOB>2-HSB>2-HSeB. 此外,计算的电子光谱表明,随着原子电负性的降低,发射光谱发生红移. 本工作将为基于激发态分子内质子转移性质的新型染料的合成和应用提供一定的理论指导.     

基于多光子电离的乙醇团簇飞行时间质谱研究

YAG脉冲激光倍频输出的532 nm和355 nm激光对脉冲分子束超声膨胀产生的中性乙醇团簇进行了电离,通过飞行时间质谱测量发现355 nm激光可对其实现3光子共振电离,观测到质子化的团簇离子序列(CH3CH2OH)nH+和 (CH3CH2OH)n (H2O)H+,其中(CH3CH2OH)3H+具有幻数结构.结合密度泛函理论中的B3LYP杂化方法加6-31G++基组水平上的计算,对质子化乙醇离子的结构及稳定性进行了推测,并讨论了乙醇团簇电离后的质子转移反应生成质子化团簇的机理.而对于另一个水合质子化团簇序列(CH3CH2OH)n(H2O)H+,由于溶剂化的影响只在较大尺寸时才出现.     

激发态质子转移分子2-(2'-羟基苯基)苯并噻唑在不同溶剂中的光谱特性

观测了2-(2’-羟基苯基)苯并噻唑(HBT)在不同极性溶剂中的吸收光谱和荧光光谱,详细研究了溶剂极性对HBT发生激发态分子内质子转移(ESIPT)影响的机制。吸收光谱表明在常态条件下,HBT在各种溶剂中都以烯醇式构型和酮式构型共同存在,但以烯醇式构型占绝大多数。荧光光谱表明在纯环己烷溶剂中,HBT被紫外光激发时,绝大多数烯醇式构型发生ESIPT转变为酮式构型,分子的ESIPT效率最大。在含有乙醇的极性溶剂中,HBT烯醇式会形成溶剂化的烯醇式构型,阻碍分子发生ESIPT反应。溶剂中乙醇含量愈多极性愈强,溶剂化烯醇式的成份就愈多,HBT的ESIPT效率就愈低。以400 nm光激发HBT溶液时,在510 nm处发现酮式构型荧光,从而确认了400 nm处的弱吸收是酮式构型的吸收;且在436和456nm处还有新的荧光峰,分析其可能来源于酮式构型去质子化阴离子的发射。     

2-羟基-1-萘甲醛半碳酰腙激发态分子内质子转移阴离子荧光识别

利用荧光光谱分析法,考察了2-羟基-1-萘甲醛半碳酰腙(L)作为受体分子与F~-、Cl~-、Br~-、I~-、SO_3~(2-)、NO_3~-、ClO_4~-、H_2PO_4~-、SO_4~(2-)、CH_3COO~-、CO_3~(2-)等阴离子的作用。研究结果表明,在乙腈溶液中该受体分子其酚羟基OH与—C=N—基N之间的分子内氢键强度较弱,引入CH_3COO-和CO_3~(2-)增强了分子内氢键强度,在波长495nm处出现激发态分子内质子转移(ESIPT)荧光,荧光滴定实验表明该受体分子与CH_3COO~-和CO_3~(2-)均形成1:1型结合物,提出了可能的配合物结合模式。     

激发态分子内质子转移荧光探针的研究进展

荧光探针凭借其选择性好、灵敏度高、响应时间快、易于操作和检测限低等优点得到了广泛的关注。 激发态分子内质子转移(ESIPT)化合物具有特殊的激发态光物理过程,其显著的光物理性质是有较高的荧光量子产率及大的斯托克斯位移。 对于荧光分子而言,较大的斯托克斯位移可以减少自吸收和由内滤效应产生的干扰,增强分子的耐光性,有利于荧光的发射。 本文对ESIPT荧光探针检测离子(包括金属阳离子和阴离子)、中性小分子和生物大分子的研究进展进行阐述,并对ESIPT荧光分子的存在问题和应用前景进行评述。     

2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三氮唑质子转移的光谱和反应机理

用AM1和INDO/CI方法研究了2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三氮唑的激发态质子转移反应, 求得基态和激发态反应的位能面、势垒和过渡态; 研究了异构体的稳定性、氢键强度及光谱的指认, 计算结果均与实验结果符合。讨论了对光诱导质子转移的机理和应用前景。     

一种基于“聚集诱导发光+激发态分子内质子转移”机制的苯并噻唑衍生物荧光探针及其对次氯酸根的识别

合成了一种基于苯并噻唑衍生物的荧光探针(Z)-O-(2-(苯并[d]噻唑-2-基)-4-(2-氰基-2-(4-氰基苯基)乙烯基)-6-甲基苯基)二甲基硫代氨基甲酸酯(HBTY-N),探针在Tris溶液(p H=7)中能够通过荧光“Off-On”变化,高选择性识别Cl O-.向该探针中加入ClO^-后溶液由无荧光变为橙红色荧光,斯托克位移为235nm,且识别响应快速.探针HBTY-N对ClO^-的检测限为2.127×10-7 mol/L, pH适用范围为1～10,并且有较强的抗干扰能力.机理研究表明,在ClO^-的作用下,探针通过“氧化去保护”机制释放出具有“聚集诱导发光+激发态分子内质子转移(AIE+ESIPT)”性质的荧光团(Z)-4-(2-(3-(苯并[d]噻唑-2-基)-4-羟基-5-甲基苯基)-1-氰基乙烯基)苄腈(HBTY),量子产率由0变为42.88%.此外,探针HBTY-N可对活细胞中ClO^-进行荧光成像,且对细胞毒性低,还可用于实际水样中的ClO^-检测,具有潜在的应用...     

胞嘧啶一水复合物质子转移异构化反应机理的理论研究

采用密度泛函B3LYP方法,在6-311＋G＊＊基组水平上对胞嘧啶一水复合物质子转移引起的氨-酮式、氨-烯醇式与亚胺-酮式互变异构反应机理进行了计算研究,获得了互变异构过程的反应焓、活化能、活化吉布斯自由能和质子转移反应速率常数等参数。将Onsager反应场溶剂模型用于水相的计算,结果表明,胞嘧啶一水复合物无论在气相中...     

10-羟基苯并喹啉激发态分子内质子转移取代基效应的理论研究

运用密度泛函(DFT)和含时密度泛函(TDDFT)计算方法研究了10-羟基苯并喹啉(HBQ)及其衍生物分子内质子转移过程,探究了取代基效应对质子转移过程的影响,研究发现,HBQ及其衍生物可以形成分子内氢键,且激发态时氢键增强.基态时各分子以醇式构型稳定存在,激发态时酮式构型为优势构象.各化合物的最大吸收峰和发射峰主要是电子从HOMO到LUMO之间的跃迁引起的.基态分子内质子转移(醇式→酮式)需要跃过较高的能垒因而难以发生,而激发态时只需跃过较低能垒就很容易发生分子内质子转移,吸电子基的引入可以使该过程的能垒降低,因此吸电子基有利于激发态质子转移.取代基效应影响化合物的光谱性质.