2-(2′-羟基苯基)间氮杂硫茚激发态质子转移反应的理论研究

人们早就认识到质子转移互变异构反应的存在。近年来,发现的激发态分子内质子转移反应更引入注目,因为它有重大的应用前景,如     

2-(2′-羟基苯基)间氮杂氧茚的旋转异构和质子转移反应

用INDO系列方法对2-(2′-羟基苯基)间氮杂氧茚的旋转异构和质子转移反应进行研究,求得基态和激发态反应的位能面、势垒、过渡态,对有关化合物的吸收和荧光光谱进行了理论指认。计算与实验结果符合较好,并对光化学反应机理和应用前景进行了讨论。     

2, 5-二间氮杂氧茚氢醌激发态质子转移反应机理的研究

用AM1+INDO/SDCI方法对2, 5-二间氮杂氧茚氢醌分子内激发态质子转移反应进行了理论研究, 求得了基态和激发态反应的位能面、势垒、过渡态, 并对有关化合物的光谱进行了理论指认, 所有理论计算结果均与实验结果符合较好。在此基础上对反应机理进行了探讨, 认为有利的是单质子转移反应不是双质子转移反应。     

3—羟基吡啶酰胺激发态质子转移反应的理论研究

用AMl+INDO/SDCI方法对3-羟基吡啶酰胺的激发态质子转移反应进行了理论研究,求得基态和激发态反应位能面、势垒和过渡态.对有关化合物的吸收和荧光光谱进行了理论指认,所有理论计算结果均与实验结果吻合较好.在此基础上对光化学反应机理和应用前景进行了讨论.     

2-(2′-羟基苯基)苯并咪唑的质子转移反应和光谱性质的理论研究

用AM1和INDO/S-CI方法对2-(2’-羟基苯基)苯并咪唑的基态和激发态分子内质子转移反应进行了理论研究,求得基态和激发态反应的势能曲线、势垒和过渡态,并研究了此分子的一些异构体、阴离子的相对稳定性,估算了氢键能.进行了实验光谱的理论指认,所得结果与实验值符合较好,在此基础上对光化学反应机理和光谱性质进行了探讨.     

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AMI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.     

3-羟基-2-萘甲酰胺基苯基硫脲激发态分子内质子转移阴离子荧光传感

设计合成了受体分子3-羟基-2-萘甲酰胺基苯基硫脲（1a）,考察了乙腈溶液中其吸收光谱和荧光光谱对阴离子的响应.红外光谱和核磁共振实验显示,1a酚羟基OH与邻位羰基O之间的分子内氢键强度较弱,乙腈溶液中仅发射短波长的正常荧光.阴离子存在时,其正常荧光猝灭,同时于长波长处出现激发态分子内质子转移（ESIPT）荧光.基于核磁滴定、荧光光谱和模型化合物对照实验结果提出了1a与阴离子的氢键结合模式和荧光传感机理.     

6-甲基-4-羟基嘧啶单体及二聚体激发态质子转移异构化反应及光谱的理论研究

采用ab initio HF理论的组态相关CIS方法和连续溶剂模型PCM, 分别在6-311+G*和6-31G水平上研究了6-甲基-4-羟基嘧啶单体及二聚体激发态质子转移的异构化反应; 对其反应势能面的研究发现, 单体基态和激发态的异构化反应一起可以形成四能级的分子电子体系, 而二聚体的却不能, 由此解释了单体和二聚体的紫外吸收光谱和荧光发射光谱均对应于酮式构型的原因. 利用混合含时密度泛函TD/MPW1PW91理论方法在溶剂存在下计算了标题物质的紫外吸收光谱和荧光发射光谱.     

基于2-(2'-羟基苯基)苯并噻唑的激发态分子内质子转移化合物的光物理行为研究

运用量子化学理论计算方法结合现代光谱技术对激发态分子内质子转移(Excited state intramolecular proton transfer,ESIPT)化合物DHBIA{N,N'-di[3-hydroxy-4-(2'-benzothiazole)phenyl]5-tert-butyl-isophthalic amide}的激发态光物理行为进行了深入研究.研究表明:该化合物的醇式激发态很容易发生分子内C—N单键的快速扭转,使分子构型发生大幅扭曲,并显现出明显的扭曲的分子内电荷转移(Twisted intramolecular charge transfer,TICT)特征,激发态的这种构型弛豫导致的非辐射失活与质子转移过程相竞争,导致了激发态质子转移效率的降低以及相应酮式结构发光物种的大幅减少,从而致使化合物稀溶液的发光极为微弱.这种TICT特征也正是导致该化合物具有聚集发光增强性质的重要原因之一.     

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。     

2－（2＇－羟基苯基）苯并噁唑在高分子介质中的激发态分子内质子转移和光谱

首次报道了２－（２＇－羟基苯基）苯并ｆ唑（ＨＢＯ）分子在若干高分子固体膜中的电子光谱和激发态分子内质子转移（ＥＳＩＰＴ）的特性，并与溶液体系中的相应特性进行了比较，揭示了新的吸收和发射带，并讨论了高分子基质对这些特性的影响和作用机制。     

2-(2-巯苯基)苯并噁唑分子内质子转移的理论研究

在B3LYP/6-31G(d,p)水平上研究了2-(2-巯苯基)苯并噁唑气态中五种异构体(E1, E2, E3, E4和K)在气态中的稳定性及其在基态下的质子转移, 同时结合极化连续介质模型(PCM)研究了水、二甲亚砜、乙腈、乙醇、苯胺和环己烷等对2-(2-巯苯基)苯并噁唑溶剂化作用的影响. 研究结果表明, 醇式异构体E1为2-(2-巯苯基)苯并噁唑的优势构型; 在E1向K(酮式异构体)转变过程中, 存在一个较小的能垒; 当考虑零点振动能(ZPVE)后, 逆向能垒消失. 在溶液中, 随着溶剂极性的增强, 醇式异构体E1与K之间的反应平衡向K方向移动, 在非极性溶剂环己烷中, E1为优势构型, 而在强极性水溶液中, K为优势构型.     

水杨酸激发态质子转移反应及其溶剂效应的理论研究

用AMI和INDO/CI方法对水杨酸的激发态质子转移反应进行了理论研究,求得反应的位能曲线、势垒和过渡态,对有关化合物的吸收和荧光光谱进行了理论指认,计算与实验结果符合较好。对光化学反应机理和应用前景进行了讨论,最后以乙醚作为氢键溶剂的例子研究了影响水杨酸激发态质子转移反应的溶剂效应。     

2-(2-羟基苯亚甲基胺)-4,6-二羟基-嘧啶的质子转移异构化反应

为了探索2-(2-羟基苯亚甲基胺)-4,6-二羟基-嘧啶(M1)分子醇式和酮式结构互变异构化的反应机理,利用密度泛函理论(DFT)方法,在B3LYP/6-311+G(d,p)基组水平上,对M1化合物异构化反应的势能面进行了研究,在探讨各种可能的反应途径中,发现单体至少有8种异构体和10种过渡态.结果表明:2-(2-羟基苯亚甲基胺)-6-羟基-4(3H)嘧啶酮(M6)不论是单体、与水形成的配合物,还是二聚体,比其相对应的异构体能量低,表明在通常情况下是以M6形式稳定存在的;在考察的可能反应途径中,直接进行的分子内质子转移过程需要的活化自由能为143.8 kJ· mol-1,水助催化时,反应的活化自由能为38.9 kJ· mol-1,二聚体双质子转移的活化自由能为0.6 kJ·mol-1,二聚体双质子转移所需活化自由能最低,在室温下就可以进行,由此可见氢键在降低反应活化能方面起着重要的作用.     

6,7-二氧亚甲基-3-氮杂(硫杂)-1(2H,4H)吖啶酮及其衍生物的合成

氮杂吖啶酮;硫杂吖啶酮;杂环化合物;6;7-二氧亚甲基-3-氮杂(硫杂)-1(2H;4H)吖啶酮及其衍生物的合成     

硫杂杯-1,3-2,4-氮杂双冠醚的合成与氨基酸配合性能

对叔丁基硫杂杯四酰肼衍生物(2)与邻苯二甲醛发生分子内1+2缩合反应, 合成了首例1,3-交替构象的硫杂杯-1,3-2,4-氮杂双冠醚(3), 产率为65%. 其结构经元素分析、质谱、核磁共振谱等表征证实. 用UV-Vis光谱法和1H NMR谱研究了化合物3与系列α-氨基酸的识别配合性能, 并计算出其配合常数. 结果表明, 主体分子3对所测试的α-氨基酸有较好的配合作用, 主客体分子形成1∶1的配合物.     

2-(2′-羟基苯基)吡啶并噻唑类化合物的合成、结构及光谱性质研究

分别使用水杨醛和2-羟基-1-萘甲醛与2-巯基-3-氨基吡啶反应得到了希夫碱配体L1、L2,在三乙胺和三氟化硼乙醚的反应条件下得到了2-(2′-羟基苯基)吡啶并噻唑配体L3和氟硼化合物B1、B2,通过X-射线单晶衍射分析确定了L3和B1的晶体结构。2-(2′-羟基苯基)吡啶并噻唑类化合物(简称HPT)是一类具有激发态质子转移(ESIPT)效应的有机分子,本文通过紫外可见吸收光谱和稳态荧光光谱研究了溶剂极性对ESIPT效应的影响。     

光诱导单电子转移反应合成硫杂、氮杂冠醚

合成了以邻苯二甲酰亚胺为电子受体,末端三甲基硅烷基醚链为电子给体的新的分子内给受电子体系N-(末端三甲基硅烷基硫杂醚链)邻苯二甲酰亚胺(1)和N-(末端三甲基硅烷基氮杂醚链)邻苯二甲酰亚胺(2).化合物1和2在甲醇中进行光反应,在光诱导下发生分子内单电子转移反应,以很高的产率和很高的区域选择性生成硫杂冠醚(3)和氮杂冠醚(4).化合物1~4的化学结构经核磁共振、质谱的验证.     

7—氮吲哚二体激发态双质子转移的量子化学研究

用AMl和INDO/CI方法研究了7-氮吲哚二体激发态双质子转移反应的位能面和机理,异构二体虽存在较强的分子内氢键,但基态时正常二体的能量仍比异构二体低,光照时正常二体可通过激发态质子转移变为异构二体,这是其荧光产生反常Stokes位移的原因。