發(fā)布時(shí)間：2018-05-23 20:54

  本文選題：氫鍵 + 激發(fā)態(tài)質(zhì)子轉(zhuǎn)移��； 參考：《遼寧大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：在物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等研究中氫鍵是一種普遍存在的弱相互作用。很多微觀結(jié)構(gòu)和超分子結(jié)構(gòu)都涉及氫鍵相互作用,像聚合物、溶質(zhì)和溶劑復(fù)合物、蛋白質(zhì)和DNA等。氫鍵相互作用可以在基態(tài)和激發(fā)態(tài)存在。激發(fā)態(tài)氫鍵相互作用被廣泛研究,其在電子光譜移動(dòng)、熒光猝滅、光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移、內(nèi)轉(zhuǎn)換和分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移等過(guò)程中扮演著重要的角色。質(zhì)子轉(zhuǎn)移是基于氫鍵作用的一種動(dòng)力學(xué)過(guò)程而且具有廣泛的應(yīng)用,例如激光染料、LEDs、熒光傳感器、分子開(kāi)光、紫外線過(guò)濾器等。激發(fā)態(tài)質(zhì)子轉(zhuǎn)移研究備受關(guān)注。本文主要利用Gaussian 09軟件研究了三種體系的質(zhì)子轉(zhuǎn)移機(jī)制,計(jì)算過(guò)程中選用的是密度泛函理論(DFT)和含時(shí)密度泛函理論(TDDFT)方法。包括9H-pyrido[3,4-b]indole(norharmane,NHM)與溶劑中的乙酸分子形成的三元復(fù)合物(NHM-2A)的鏈?zhǔn)劫|(zhì)子轉(zhuǎn)移過(guò)程,2,5-bis(benzoxazol-2-yl)thiophene-3,4-diol(BBTD)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移的協(xié)同或逐步的機(jī)制,Methyl 5-R-Salicylates(5RMS)中不同取代基下的質(zhì)子轉(zhuǎn)移情況。從我們的研究中發(fā)現(xiàn),NHM與兩個(gè)乙酸分子形成的三元復(fù)合物的鏈?zhǔn)劫|(zhì)子轉(zhuǎn)移過(guò)程是一個(gè)逐步的轉(zhuǎn)移過(guò)程。BBTD的熒光現(xiàn)象已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)上研究,實(shí)驗(yàn)中通過(guò)類比的方法確定了質(zhì)子轉(zhuǎn)移互變異構(gòu)體的存在,但是卻不能確定更詳細(xì)的分子內(nèi)的質(zhì)子轉(zhuǎn)移機(jī)制,通過(guò)勢(shì)能面的計(jì)算,我們明確了BBTD分子內(nèi)逐步的質(zhì)子轉(zhuǎn)移機(jī)制。通過(guò)研究Methyl 5-R-Salicylates在不同的R取代基下的質(zhì)子轉(zhuǎn)移情況,我們發(fā)現(xiàn)R取代基的電子釋放能力越強(qiáng),質(zhì)子轉(zhuǎn)移的勢(shì)壘將越大,甚至不能發(fā)生質(zhì)子轉(zhuǎn)移。這說(shuō)明理論的研究能更清楚地解釋實(shí)驗(yàn)上不能明確的原理。
[Abstract]:Hydrogen bond is a common weak interaction in physics, chemistry, biology and so on. Many microstructures and supramolecular structures involve hydrogen bond interactions, such as polymers, solute and solvent complexes, proteins and DNA. Hydrogen bond interaction can exist in ground state and excited state. The excited hydrogen bond interaction has been widely studied and plays an important role in the electron spectral shift, fluorescence quenching, photoinduced electron transfer, internal conversion and intramolecular charge transfer. Proton transfer is a dynamic process based on hydrogen bonding and has a wide range of applications, such as laser dye LEDs, fluorescent sensors, molecular open light, ultraviolet filters and so on. The study of excited state proton transfer has attracted much attention. In this paper, the proton transfer mechanism of three systems is studied by using Gaussian 09 software. The density functional theory (DFT) and time-dependent density functional theory (TDDFT) are used in the calculation. The chain-type proton transfer process includes the synergistic or progressive mechanism of intramolecular proton transfer of benzoxazol-2-ylthiophene-34-diolen (BBTDs) in the presence of a ternary complex (NHM-2A) formed by 9H-pyrido [34-b] indoleurn norharmane (NHM) and acetic acid molecules in solvents (Methyl 5-R-Salicylates-5RMS). From our study, we found that the chain proton transfer process of the ternary complex of NHM and two acetic acid molecules is a gradual transfer process. The fluorescence phenomenon of BBTD has been studied experimentally. In the experiment, the existence of proton transfer tautomerism was determined by analogy, but the intramolecular proton transfer mechanism could not be determined in detail. Through the calculation of potential energy surface, we defined the gradual proton transfer mechanism in BBTD molecule. By studying the proton transfer of Methyl 5-R-Salicylates under different R-substituents, we find that the stronger the electron release ability of R-substituents is, the larger the proton transfer barrier will be, or even the proton transfer will not occur. This shows that the theoretical study can explain more clearly the principle that is not clear in the experiment.
【學(xué)位授予單位】：遼寧大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O641.1

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本文編號(hào)：1926352