萤火虫氧化荧光素类似物电子光谱的理论研究

对萤火虫氧化荧光素(S)-2-(6-羟基-2-苯并噻唑基)-2-噻唑啉-4-酮(BTZ)中苯并噻唑环的N和S原子进行取代, 形成一系列萤火虫氧化荧光素类似物, 并采用TD B3LYP/6-31+G(d)方法, 通过计算氧化物中性态与羟基去质子化后的负一价态在气相、水溶液和模拟生物环境下的吸收与发射光谱, 讨论环内不同取代原子对光谱的影响. 结果表明, X₁位以O原子取代S原子的化合物的最大吸收值发生蓝移, 以N原子取代S原子的化合物的最大吸收值发生红移. 去质子化可增加苯环上π轨道成份, 降低能隙, 从而有利于提高电子跃迁几率, 使荧光发射波长红移; 通过取代X₁和X₂位杂原子, 可调节发射光谱红移达44 nm, 蓝移达41 nm(在模拟蛋白中). 6种化合物荧光发光范围较宽, 振子强度较大, 可以作为潜在的化学发光材料用于生物成像研究.     

萤火虫氨基氧化荧光素相似物作为有机发光二极管材料的理论研究

由于萤火虫荧光素具有发光效率高,能发出从绿色到红色多种颜色光的特点使其在有机发光器件领域存在巨大的应用潜力.为了探索结构和性质的关系,我们用苯并吡喃、联苯、联吡啶、菲、邻二氮杂菲、芴和晕苯取代氧化荧光素中的苯并噻唑部分,设计了一系列氨基氧化荧光素相似物.本工作用密度泛函理论和含时密度泛函理论方法对这些化合物进行了一系列光电性质的研究.计算结果表明,含有氮原子的氨基联吡啶氧化荧光素(BPAOL)和氨基邻二氮杂菲氧化荧光素(PMAOL)与含有碳原子的氨基联苯氧化荧光素(BIAOL)和氨基菲氧化荧光素(PHAOL)比较具有较小的最高占据分子轨道(HOMO)和最低非占据分子轨道(LUMO)轨道能量及更大的电离能(IP)和电子亲和势(EA)值.化合物氨基氧化荧光素(AOL),BIAOL,BPAOL,PHAOL,PMAOL,氨基芴氧化荧光素(FLAOL)和氨基晕苯氧化荧光素(COAOL)可以作为电子注入/传输材料.AOL、PHAOL、FLAOL和COAOL可以作为蓝色发光材料.     

含联吡啶和二硫醇盐配体过渡金属M(Ⅱ)(M=Ni,Pd,Pt)配合物二阶NLO性质的DFT研究

采用密度泛函理论B3LYP方法,对含联吡啶和二硫醇盐配体过渡金属M(Ⅱ)(M=Ni,Pd,Pt)配合物的几何构型进行优化,在获得稳定构型的基础上,结合有限场方法(FF)研究了这些分子的二阶非线性光学(NLO)性质.结果表明:在所研究的9个分子中,当配位体相同的情况下,含Pt (Ⅱ)配合物具有最稳定的基态结构(c3)和最大的NLO系数βtot(b3).进一步研究证明,前线分子轨道能量差较小以及HOMO轨道中共轭原子离域范围较大是配合物b3的βtot值最大的原因.     

具有不同取代基团偶氮苯系列分子的二阶非线性光学性质的DFT研究

采用密度泛函理论B3LYP／6-31＋G（d）方法,对实验合成的具有不同取代基团偶氮苯系列分子的电子性质和二阶非线性光学（NLO）效应进行计算分析．结果表明：偶氮（N—N）在分子中分别起到拉电子和传递电荷的作用．对8个分子进行比较发现,含有氨基的分子1b-4b的二阶NLO系数明显的高于含有羟基的分子1a-4a．各分子前线分子轨道跃迁对二阶NLO效应有主要贡献．     

海萤荧光素类似物发光反应机理的理论研究

选取海萤类似物6-芳基-2-甲基咪唑[1,2-α]吡嗪-3(7H)酮环的C6位取代物(命名为MIPa~MIPd)进行理论研究. 采用密度泛涵理论B3LYP方法在气相和二甲亚砜(DMSO)及二甘醇二甲醚(DG)两种溶剂中, 对这些类似物在脱去二氧化碳反应过程中所涉及的2个反应路径的反应活化能和产物激发态的荧光寿命进行了计算, 结果表明, 取代吡嗪酮的过氧化四元环在DMSO溶剂中的反应活化能较低, 给电子基团作为取代基时反应更快. 在DMSO溶剂中, 路径Ⅱ的荧光量子效率比路径Ⅰ的高, 但在DG溶剂中, 路径Ⅰ的荧光效率高于路径Ⅱ的荧光效率.     

CH3S与CO反应机理的理论研究

在G3(MP2)//B3LYP/6-311 G(d,p)水平上,对CH3S自由基与CO气相反应的微观机理进行了理论研究.结果表明:该反应共存在3个反应通道,产物分别为CH3 OCS,CH2S HCO和CH2S HOC.由于形成产物CH3 OCS的活化势垒较低,因此为主要反应通道,这与实验观察到的结果是一致的.