含苯并五元环方酸衍生物的二阶非线性光学性质的理论研究

利用从头算HF/6-31G*方法对用苯并五元环取代的方酸衍生物体系SQ1～SQ15进行几何构型优化和电子结构计算. 以优化后的构型为基础, 应用ZINDO方法计算电子光谱. 同时应用从头算CPHF/6-31G*方法和半经验FF/AM1, FF/PM3, FF/MNDO等有限场方法计算了分子的二阶非线性光学系数β_μ. 研究几何结构、电子结构和前线分子轨道能与β_μ之间的关系, 为设计性能优良的有机非线性光学材料提供理论指导, 并对这四种计算方法的结果进行了比较.     

取代吡啶系列分子的光谱和二阶非线性光学性质的理论研究

采用AM1方法优化分子构型,用ZINDO方法研究了氨基、硝基取代的吡啶系列分子的电子光谱,并在此基础上用自编程序计算了这些分子的二阶非线性光学系数,对取代吡啶系列分子的二阶非线性光学系数的影响因素进行了探讨,并在微观上给予了解释。     

苯并噻二嗪衍生物电子结构和非线性光学性质的研究

运用量子化学PM3方法，对苯并噻二嗪几种衍生物的几何构型、电子结构和前线分子轨道成分进行了分析，研究了电荷分布规律。同时，基于体系中电子转移的特点，利用有限场FF方法探讨了其非线性光学性质的变化。结果表明，苯并噻二嗪分子具有较好的二阶非线性光学性质，并可能成为一类良好的光学材料。     

“推—拉”型偶氮苯分子的光谱性质和二阶非线性光学性质

研究了具有“推－拉”电子结构的４‘－（Ｎ，Ｎ－二羟乙基）氨基４－硝基偶氮苯（Ｒ－ＨＡＮＢ）衍生物的光谱性质和二阶非线性光学性质，Ｒ－ＨＡＮＢ是一类假芪型偶氮苯分子其激发态具有相似的能级结构，且在不同状态下均具有较高的二阶非线性光学活性，其粉末二次谐波信号多数强于分散红１，一阶超极化率与基太偶极矩动量 合量用溶为色法测得为〉３．４×１０＾８２Ｃ＾２ｍ＾４／Ｖ＾２，其５％掺杂聚甲基丙烯酸甲酯薄膜以电晕     

铜催化下苯并五元杂环化合物的C—S偶联反应

以二苯二硫醚为硫源,在无强碱和配体的条件下,通过碘化亚铜催化促进S—S键断裂,再与苯并五元杂环化合物反应生成了芳基硫醚,采用1H NMR和13C NMR对目标化合物进行了表征,并确定了最佳反应条件.在苯并五元杂环化合物和二苯二硫醚的物质的量比为2∶1,催化剂Cu I用量为10 mol%,溶剂为二甲基亚砜(DMSO),反应温度110℃,时间12 h时,产率达到89.9%.同时,通过高效液相色谱(HLPC)进行跟踪监测,对该反应的机理进行了探讨.     

螺旋共轭分子2，2‘—螺二茚—1，1’,3,3‘—四酮及其衍生物的二阶非线性光学性质与分子结构关系的研究

采用AM1和ZINDO系列方法研究了螺旋共轭分子2，2‘-螺二茚－1，1‘,3,3‘-四酮及其含氮衍生物的几何构型和各分子的稳定构型，并以稳定构型为基础，计算了这些分子的电子光谱、二阶非线性光学系数βμ，β0为电荷转移，考察了取代堪变化对βμ的影响。计算结果表明，所设计分子兼具较大的二阶非线性光学系数和较高的透过率，有希望成为一类新型的二阶非线性光学材料。     

对硝基二苯乙炔系列衍生物的二阶非线性光学性质的理论研究

在ZINDO方法基础上,按完全态求和(SOS)公式编制了计算分子二阶非线性光学系数β_ijk和β_μ的程序,研究了对硝基二苯乙炔系列衍生物的结构和非线性光学性质,考察了分子共轭链长和给电子基团对β_μ的影响.结果表明,对硝基二苯乙炔系列衍生物上连有推电子基团有利于增大二阶光学非线性,扩大共轭范围也有利于增大二阶光学非线性,但对透明性则影响不大.     

C59(CHPh2)N的电子结构、UV-Vis光谱、NMR谱及非线性光学性质的理论研究

用INDO系列方法对由(C₅₉N)₂和CH₂Ph₂合成的第一个C₅₉N衍生物C₅₉(CHPh₂)N进行了理论研究,得到了C₅₉(CHPh₂)N的稳定分子构型,表明C₅₉(CHPh₂)N为Cs对称性,并在此基础上讨论了C₅₉(CHPh₂)N的UV-Vis光谱、NMR谱.计算表明C₅₉(CHPh₂)N的二阶非线性光学系数β_μ较大.     

苯醌系列衍生物分子二阶非线性光学性质的理论研究

在ＡＭ１和ＺＩＮＤＯ方法基础上，按完全态救 公式计算了分子二阶非线性光学系数βｉｊｋ，对苯醌系列衍生物分子的二阶非线性光学性质进行了系统的理论研究，即在分子ＲＣ６Ｈ４ＮＨ３Ｃ６Ｏ２ＮＨ２Ｒ基础上，分别改变取代基Ｒ和Ｒ‘，研究取代基变化时β变化的规律怀，对计算结果反映的规律性和微以上给予了合理的解释。     

卟啉镍的电子结构及三阶非线性光学性质

用INDO/SDCI法研完了卟啉镍的电子结构、UV光谱和三阶非线性光学系数γ,发现该化合物中镍离子对γ的贡献很小,而卟啉环对γ的贡献则是主要的,且三阶非线性极化系数随配体共轭键数目的增加成指数增长.     

含咔唑生色团的有机芳香杂环分子的二阶非线性光学性质

采用密度泛函理论B3LYP/6-31G^*方法, 对一系列含咔唑生色团的有机芳香杂环分子进行结构优化, 并采用有限场(FF)和含时密度泛函理论(TD-DFT)方法在6-311G^**水平上探讨了体系的二阶非线性光学(NLO)性质和电子光谱. 结果表明, 咔唑取代基推或拉电子能力的改变和引入芳香杂环对研究分子的极化率α和二阶NLO系数β值都有较大影响. 当取代基分别连有拉电子硝基和推电子羟基, 以及引入呋喃杂环都可以使体系分子的β值随分子的最大吸收波长λ_max的增大而减小(蓝移). 该系列化合物兼具有很大的二阶非线性响应与良好的透光范围, 避免了“非线性-透光性”矛盾, 可能在非线性材料领域中有很大的潜在应用价值.     

系列新推拉型多环共轭分子二阶非线性光学性质的理论研究

在AM1和ZINDO方法基础上,按完全态求和(SOS)公式编制了计算分子二阶非线性光学系数β_ijk和β_μ的程序,研究了一系列新推拉型多环共轭分子的结构、光谱和二阶非线性光学系数β(-2ω,ω,ω)和β(0,0,0).考察了分子共轭链长、分子骨架和给电子取代基对β_μ的影响,并设计了具有最大β_μ的新型非线性光学材料分子.     

关于二阶非线性光学性质的分子设计研究

在INDO/CI基础上,用完全态求和公式自编程序计算二阶非线性光学系数β_ijk,考察了分子骨架、受电子基团或给电子基团变化对β_x的影响,并设计了最大β_x的化合物、计算结果均与实验值相符。     

新型苯并噻二唑衍生物的非线性光学性质理论研究

以苯并噻二唑分子为母体,设计了5个系列的衍生物,采用AM1半经验量子化学方法,研究了共轭π桥的不同增长方式和不同推拉电子基团对分子的电子结构及非线性光学性质的影响.结果表明:共轭链较短时,分子的二阶极化率和三阶极化率与共轭链长的线性相关性较好;而当共轭链较长时,分子的二价极化率和三阶极化率随着共轭链的增长而呈起伏性变化;与三氰基呋喃相比,三硝基呋喃对非线性极化率的影响更大;部分目标分子的一阶极化率α与Δμ·ΔE-1、二阶极化率β与α·ΔE-1、三阶极化率γ与α·ΔE-2和β·ΔE-1都有较好的相关性.     

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．     

推拉多烯—类胡罗卜素系列二阶非线性光学性质的理论研究

以ＩＮＤＯ／ＣＩ法为基础，利用完全态求和公式计算了推拉多烯－－类胡罗卜素系列分子的二阶非线性光学系数βｉｊｋ、βμ、β０。研究了β０与共轭分子链长的关系。在所研究的范围内，βλ与链长的２．２次方成正比。同时研究了两种取代基系列。结果表明，受电子基团为Ｈ＞＝Ｏ较－＝Ｎ更优越。     

2-苯基苯并咪唑衍生物非线性光学性质的从头算研究

采用HF／6-31G^*方法优化分子构型，在此基础上用CPHF方法系统地研究了多种基团取代的2-苯基苯并咪唑衍生物的二阶非线性光学系数βvec，并对βvdc的影响因素进行了探讨，为进一步设计综合性能优良的有机非线性光学材料提供理论指导．     

两种C60双氰衍生物的结构、光谱和二阶非线性光学性质的理论研究

用INDO/2和INDO/SCI方法计算了C₆₀(C≡N)₂和C₆₀C(C≡N)₂基态电子结构和电子光谱,所得结果与实验值基本一致.在此基础上,用ZINDO-SOS方法计算了两个分子的二阶非线性光学系数β_ijk和β_μ,并对其结果进行了分析和讨论.结果表明,乙氰基与C₆₀相连的两种碳笼衍生物都有大的非线性光学系数,C₆₀C(C≡N)₂是有希望的非线性光学材料.