本文選題：變構(gòu)開(kāi)關(guān) + 氮雜冠醚��； 參考：《湘潭大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：本文用密度泛函理論和含時(shí)密度泛函理論構(gòu)筑了雙功能新型分子器件,從理論上對(duì)該類(lèi)分子器件的分子開(kāi)關(guān)和熒光傳感器功能進(jìn)行計(jì)算與分析。本文主要研究了三種氮雜分子器件,偶氮苯嵌入N-(11-甲基芘)-21-冠-7,反-聯(lián)吡啶嵌入N-(9-甲基蒽/芘)-15-冠-5,二苯乙烯嵌入N-(9-甲基蒽)-15-冠-5,研究它們與堿土金屬離子作用引起的分子構(gòu)型改變和熒光性改變。根據(jù)研究結(jié)果,我們?cè)O(shè)計(jì)出了新型的雙功能分子器件。首先,對(duì)構(gòu)筑的一種雙功能新型分子器件(反式-偶氮苯嵌入N-(11-甲基芘)-21-冠-7)進(jìn)行了理論設(shè)計(jì)。甲基芘與氮雜-21-冠-7的氮相連接,研究了它與一系列的堿土金屬陽(yáng)離子(Mg~(2+),Ca~(2+),Sr~(2+)和Ba~(2+))相互作用。用密度泛函理論方法,在B3LYP/6-31G(d)水平上對(duì)自由配體以及堿土金屬離子配位物進(jìn)行幾何結(jié)構(gòu)的全優(yōu)化和頻率計(jì)算。自由配體(L)和金屬陽(yáng)離子配位物(L/M~(2+))的計(jì)算使用混合基組(C、H、O、N原子用6-31G(d)基組,堿土金屬陽(yáng)離子Mg~(2+),Ca~(2+),Sr~(2+)和Ba~(2+)用LANL2DZ基組)。對(duì)優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行自然鍵軌道計(jì)算,根據(jù)其結(jié)果可以分析堿土金屬陽(yáng)離子與氮雜冠醚環(huán)的相互作用。用含時(shí)密度泛函理論(TD-DFT),計(jì)算L和L/M~(2+)的吸收光譜,激發(fā)能量和紫外吸收波長(zhǎng)以及激發(fā)態(tài)。我們?cè)O(shè)計(jì)出了一種新型分子器件,可以選擇性配位Ca~(2+)引起構(gòu)型改變,光照后L/Ca~(2+)可以發(fā)射熒光,這個(gè)分子器件具有變構(gòu)開(kāi)關(guān)和熒光傳感器的雙重功能。其次,構(gòu)筑了一種新型雙功能氮雜冠醚分子器件----聯(lián)吡啶嵌入N-(9-甲基蒽/芘)-15-冠-5,對(duì)它們與堿土金屬陽(yáng)離子(Mg~(2+),Ca~(2+),Sr~(2+)和Ba~(2+))配位進(jìn)行了理論計(jì)算與研究。用B3LYP/6-31G(d)的方法,對(duì)自由配體(L1,L2)及其金屬陽(yáng)離子配位物(L1/M~(2+),L2/M~(2+))的進(jìn)行了幾何結(jié)構(gòu)全優(yōu)化計(jì)算。基于優(yōu)化的幾何結(jié)構(gòu),用自然價(jià)鍵軌道方法計(jì)算了自由配體和堿土金屬陽(yáng)離子的相互作用。用含時(shí)密度泛函理論(TD-DFT)方法,研究了L1,L2,L1/M~(2+)和L2/M~(2+)的吸收光譜和它們的激發(fā)態(tài)。構(gòu)筑了第二種新型分子器件L2(2,2-聯(lián)吡啶嵌入N-(9-甲基芘)-15-冠-5),不僅可以選擇性配位Sr~(2+)而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變化,而且L2/Sr~(2+)還有熒光傳感器的功能。最后,將順式和反式的二苯乙烯嵌入N-(9-甲基蒽)-15-冠-5形成兩個(gè)自由配體(Cis-L,Trans-L),Cis-L是順-二苯乙烯嵌入N-(9-甲基蒽)-15-冠-5,Trans-L是反-二苯乙烯嵌入N-(9-甲基蒽)-15-冠-5。用密度泛函理論和含時(shí)密度泛函理論計(jì)算了自由配體和它們的堿土金屬離子配位物的結(jié)構(gòu)和各種性能。在氣相條件下,經(jīng)過(guò)幾何全優(yōu)化計(jì)算,我們得到兩種配體的最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù),根據(jù)NBO計(jì)算,我們得到了堿土金屬離子和自由配體的相互作用能。此外,我們計(jì)算并得到了自由配體和堿土金屬離子配位物的前線軌道分布和軌道能隙值,軌道吸收光譜計(jì)算,自由配體和堿土金屬離子配位物的紫外吸收光譜,吸收峰個(gè)數(shù),最大吸收峰和激發(fā)態(tài)。根據(jù)以上分析我們?cè)O(shè)計(jì)出了另一種新型雙重功能的熒光分子器件(Trans-L/Ca~(2+))。
[Abstract]:In this paper , a new type of molecular device is constructed by using density functional theory and time - density functional theory .
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：O641.4

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 封康;李平;邱東東;徐靜;;單氮雜-18-冠-6的合成新工藝[J];天津理工大學(xué)學(xué)報(bào);2013年01期

2 劉育,張衡益;冠醚的分子設(shè)計(jì)及其識(shí)別性質(zhì)研究進(jìn)展[J];有機(jī)化學(xué);2002年02期

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本文編號(hào)：1934404