多取代巴比妥酸系列衍生物三阶非线性光学性质的理论研究及分子设计

在 ZINDO方法基础上 ,按完全态求和 (SOS)公式编制了计算三阶非线性光学系数γijkl的程序 ,研究了多取代巴比妥酸系列衍生物分子的结构 ,光谱和三阶非线性光学系数 γ(- ω;- ω,ω,ω) ,γ(0 ;0 ,0 ,0 ) .除了通常的 D- π- A结构外 ,还研究了 D- A-D结构 .对这些 NL O生色团分子的结构与三阶 NLO性质的关系给予系统的理论研究 .考察了给体 ,桥 ,受体变化 ,D- π- A结构及 D- A- D结构对 γ的影响 ,结论是 :1 .氧代巴比妥酸受体三阶 NLO系数高于硫代巴比妥酸受体 . 2 .芳基给体取代基与烷基给体取代基相比 ,不仅热稳定性高于后者 ,而且 γ值亦高于后者 ,从而设计了一系列有实际应用价值的热稳定性好、有优良非线性光学性质的分子     

C59(C6H4OCH3)N的结构、光谱和二阶非线性光学性质的理论研究

用INDO系列方法对由(C₅₉N)₂和苯甲醚合成的衍生物C₅₉(C₆H₄OCH₃)N进行了理论研究,得到了分子的稳定构型.结果表明,C₅₉(C₆H₄OCH₃)N具有C_s对称性.以优化构型为基础讨论了分子的UV-Vis光谱、NMR谱线数,结果与实验符合得很好.本文还计算了C₅₉(C₆H₄OCH₃)N的二阶非线性光学系数β_μ,结果表明这种物质具有较大的二阶非线性光学系数.     

螺旋共轭化合物1',3',3'-三甲基-6-羟基螺旋[2H-1-苯并吡喃-2,2'-二氢吲哚]的结构、光谱、非线性光学性质和光异构化过程的理论研究

用AM₁和ZINDO方法研究了螺旋共轭化合物1',3',3'三甲基6羟基螺旋[2H-1-苯并吡喃2,2'-二氢吲哚](HBPS)及其光异构化产物的结构和光谱性质,从理论上研究了HBPS的光异构化反应过程,并在此基础上,用自编的完全态求和公式(SOS)程序计算了非线性光学系数.     

C60O3的结构和电子光谱的理论研究

用INDO系列方法对C₆₀O₃的可能构型进行研究,结果表明:环氧结构邻近的6-6键易发生进一步的加成反应.其中3个氧原子加在同一个六元环的6-6边上,形成环氧结构最稳定的C₃v构型,第3个氧原子加在2个环氧结构相邻的六元环的6-6边上的C₂、C_s构型也相当稳定,C₂、C_s构型的部分¹³C NMR谱与实验吻合.C₆₀O₃可能有较好的反应活性,其电子光谱属于理论预测.     

Ca@C72的结构、电子光谱及非线性光学性质的理论研究

用密度泛函(DFT)方法(BLYP／3—21G^*)研究了Ca@C72的三种异构体．用ZINDO方法对Ca@C72的电子光谱进行了计算,Ca@C72在1200—1400nm范围内的光谱吸收是由HOMO→LUMO的跃迁引起的．其最强吸收在230nm左右,与实验值吻合较好．同时计算了三种构型的二阶、三阶非线性光学系数,并与C72和Ca@C74进行了比较,预测Ca@C72是较好的非线性光学材料．     

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.     

含1,3-方酸苯螺旋共轭分子的设计及其电子光谱和非线性光学性质的理论研究

以量子化学半经验方法PM3优化构型为基础,利用INDO/CI方法研究了嵌入1,3-方酸的苯螺旋共轭分子的电子光谱,同时利用INDO/CI-SOS程序计算了它们的二阶非线性光学系数β_ijk和β_μ值,从而探索分子结构与电子光谱及非线性光学性质的关系.理论计算结果表明:在苯螺旋共轭分子中适当地嵌入方酸后,其二阶非线性光学系数增大.与苯螺旋共轭分子和1,3-方酸的比较表明,方酸环处于左端的体系有很好的二阶非线性光学性质,可能成为较好的光学材料.     

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     

新型非线性光学材料的分子设计: 系列螺旋共轭化合物的结构、光谱及二 阶非 线性光学性质的理论研究

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'-四酮及其腈基衍生物的几何构型,研究了各分子的稳定构型,并以稳定为基础,计算了这些分子的电子光谱,二阶非线性光学系数βμ,β0,及电荷转移,考察了取代基变化对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。     

具有大的双光子吸收截面的四羧酸二萘嵌苯衍生物的理论研究

用密度泛涵方法和ZINDO方法,从理论上研究了一系列四羧酸二萘嵌苯的衍生物(PTCDS)。对其平衡几何、电子结构和单双光子吸收性质进行了详细的计算研究。结果表明,此系列衍生物的双光子吸收截面主要由其主体结构(二萘嵌苯)决定。△EH-Lgap (HOMO与LUMO间的能隙)的减小,HOMO轨道能量的增大,分子主轴两端取代基给电子强度的增强,共轭长度的增大,分子刚性的增强都有利于此系列化合物双光子吸收截面的增大。并设计了比文献[22]报道的分子C有更大的双光子吸收截面的两个分子D1,D2。