采用密度泛函理論（DFT）對咔咯與吩噻嗪形成的F10C-PTZ供體-受體體系進行了計算,包括幾何結(jié)構(gòu)、前線分子軌道、電子-空穴分析、吸收光譜等基態(tài)和激發(fā)態(tài)性質(zhì);探討了二元體間隔基和取代基位置對電荷轉(zhuǎn)移激發(fā)態(tài)的影響.結(jié)果表明:F10C-PTZ二元體存在供體-受體間的電荷轉(zhuǎn)移激發(fā)態(tài);間隔基的C—C鍵會阻礙供體-受體的電荷轉(zhuǎn)移,而間隔基的C?C鍵可增強體系的共軛性,有利于供體-受體的電荷轉(zhuǎn)移;當供體取代位置與五氟苯基相鄰時,咔咯上五氟苯基的拉電子效應(yīng)使得供體-受體激發(fā)的電荷轉(zhuǎn)移更易于發(fā)生. 

【文章來源】：華南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,52(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

PTZ、F10C、F10C-PTZ二元體的分子結(jié)構(gòu)

圖2顯示了PTZ、F10C和二元體的最高占據(jù)分子軌道(HOMO)和最低未占據(jù)分子軌道(LUMO)．考慮到供體的LUMO軌道能級為-0.880 eV,F10C的LUMO能級比供體PTZ的LUMO低1.085 eV，因此推測在供體和受體之間存在電荷轉(zhuǎn)移的激發(fā)態(tài)[18].7種二元體的HOMO和LUMO電子云主要集中在咔咯大環(huán)骨架上，并且電子云高度相似．二元體1和3的HOMO有少量電子云分布在供體上．供體和受體結(jié)合后，二元體1～7整體的HOMO和LU-MO能級與F10C的相仿，說明這些供體-受體體系中，受體對體系的HOMO-LUMO軌道起主要作用．2.3 二元體激發(fā)態(tài)分析

圖3是二元體的模擬吸收光譜，受體F10C與供體PTZ在波長200～500 nm之間的吸收光譜有大面積重疊，這表明供體-受體體系在該區(qū)間有發(fā)生分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移的可能性．在重疊區(qū)間，二元體的激發(fā)態(tài)S3～S6起主要作用，所以本文計算二元體的激發(fā)態(tài)S1～S10，對二元體供體-受體電荷轉(zhuǎn)移激發(fā)進行研究．二元體1～7與受體F10C的模擬吸收光譜相似，都在波長400 nm和650 nm附近有2個明顯的吸收峰，在波長400 nm附近的吸收峰最大．對于波長650 nm附近的吸收峰，在二元體1～7中，S1是主要貢獻的激發(fā)態(tài)，其中二元體4和7中的S2亦有明顯貢獻;對于波長400nm附近的吸收峰，S3和S4是主要貢獻的激發(fā)態(tài)，值得一提的是，在二元體5和6中，激發(fā)態(tài)S5有顯著的貢獻．使用Multiwfn程序中的Interfragment Charge Transfer(IFCT)[19]方法，將二元體中F10C結(jié)構(gòu)設(shè)為受體，將PTZ和間隔基設(shè)為供體，得到供體向受體F10C的凈電荷轉(zhuǎn)移量(表2).S4是二元體1和3開始發(fā)生供體-受體電荷轉(zhuǎn)移激發(fā)(凈電荷轉(zhuǎn)移量大于0.1)時的激發(fā)態(tài)，S5是兩者凈電荷轉(zhuǎn)移量最大時的激發(fā)態(tài)，分別為0.723 30 e和0.482 03 e．二元體2從S5開始發(fā)生供體-受體電荷轉(zhuǎn)移，同時S5也是該二元體中供體-受體凈電荷轉(zhuǎn)移量最大的激發(fā)態(tài)．

【參考文獻】：
期刊論文
[1]咔咯及其金屬配合物與DNA的作用和抗腫瘤活性[J]. 王家敏,史蕾,劉海洋.  化學(xué)進展. 2015(06)
[2]富勒烯C60-多芳胺類吡咯烷衍生物的合成及其理論研究[J]. 王婷婷,曾和平.  華南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2005(01)



本文編號：3137571