3种卤化氟硼二吡咯染料的理论光谱计算

氟硼二吡咯(BODIPY)染料是一种新型的荧光染料,具备优良的光物理和光化学能性质,是近来化学研究的一个热点.通过密度泛函理论B3LYP/genecp的方法优化计算3种卤化BODIPY染料的分子结构,探讨了其分子结构与前线轨道、能量的关系.运用含时密度泛函理论(TD-DFT)计算它们在气相和溶液相中的吸收光谱.理论吸收光谱证实3种卤化BODIPY分子随着吸电子原子的增加及分子对称性的变化导致不同程度的红移,并且最大吸收峰均来自HOMO→LUMO(π→π*)跃迁.     

红景天中酪醇的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法,在B3LYP/6-311G(d)水平上对该物质的分子构型、mulliken电荷进行优化计算,并在同基组水平下进行分子轨道、红外光谱的计算以及振动分析,探讨其分子性质及抗氧化性机制.     

三种5,7–二苯基–1,8–萘啶衍生物的理论光谱计算

运用密度泛函理论在B3LYP/6–31G(d)基组下优化了3种5,7–二苯基–1,8–萘啶衍生物分子结构.优化结构后,采用含时密度泛函理论计算了它们在气相和液相中的电子吸收光谱.通过对前线分子轨道和能量的分析,表明3种化合物的最高占据轨道与最低空轨道的能量差均稍大于4.00eV.通过液相和气相的最大吸收值与实验值的比较,发现在液相和气相中的计算值与实验值都接近.它们的最大吸收峰相近,都在330～340nm左右,且最大吸收值归属于最高占据轨道向最低空轨道的电子跃迁.     

二咪唑二甲酸合锌及其水合物电子光谱性质的含时密度泛函理论研究

采用密度泛函理论( DFT B3LYP)方法,对配合物ZnL2及其两种水合物基态结构进行优化,得到了稳定的几何结构.在此基础上,对分子的电荷布局进行了分析,并对分子的红外光谱进行了计算,得到了分子的光谱数据.在优化得到的稳定构型基础上,采用含时密度泛函理论(TD-DFT/B3LYP)及6-311++G**基组计算电子光谱.结果表明,电子在基态与激发态间的跃迁,主要是在配体4,5-咪唑二甲酸(L)与中心金属之间的电荷转移.电子从中心金属Zn转移至含N和O的4,5-咪唑二甲酸配体上.通过计算配合物ZnL2的电子亲和能,预测该类配合物是优良的电子传输材料.     

帕拉米韦分子的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法,在B3LYP/6-311+G(d,p)水平上对抗流感药物帕拉米韦进行了计算研究.优化得到了帕拉米韦分子的稳定几何构型,计算了分子的键长、键角、二面角等参数,并对其进行了自然电荷分析和前线轨道分析.以H2O为溶剂研究了溶剂效应对帕拉米韦分子空间结构的影响.理论模拟了帕拉米韦分子在气相和水溶液中的红外光谱,为进一步实验工作提供了理论信息.     

2,6-二噻吩基并苯齐聚物结构和光物理性质的理论研究

运用密度泛函B3LYP方法计算了2,6-二噻吩基并苯齐聚物的基态结构,系统分析分子结构、前线分子轨道特征以探索电子跃迁机理.结果表明,最大波长吸收峰主要由并苯单元部分的电子跃迁引起的,而噻吩环对短波长处吸收峰有重要贡献.噻吩取代使重组能增加,电离势降低,而并苯重复单元增加使重组能降低,有利于载流子传输.     

沙坦类衍生物分子结构及光谱性质的研究

合成了沙坦类衍生物依贝沙坦和缬沙坦,运用密度泛函理论B3LYP/6-31G*方法对它们的几何构型进行全优化,并用含时密度泛函方法计算电子吸收光谱;测量它们甲醇水溶液的荧光光谱,并计算出各自的荧光量子效率.这两种化合物的吸收光谱和荧光发射光谱的比较分析表明:四唑环和苯环之间的共平面性和共轭程度对最大吸收峰的峰位和吸收强度有影响;分子内氢键的形成增强了分子的荧光响应,两个苯环之间的共平面性和共轭程度对荧光发射峰的峰位和荧光强度有很大影响.依贝沙坦和缬沙坦均有较高的荧光量子效率,可以作为荧光探针用于与DNA、蛋白质等生物大分子相互作用机理的研究.     

含乙酰胺基链苯并菲盘状液晶分子的电子光谱与非线性光学性质

在密度泛函理论B3LYP/6-31G**理论水平上,计算含乙酰胺基链苯并菲分子的电子吸收光谱和非线性光学性质.研究结果显示,该分子的最大吸收波长和最低能量跃迁吸收波长分别为282和334nm,在近紫外区.该分子的二阶和三阶非线性光学性质计算值分别为235.60和1.11×105 a.u..     

溶剂效应对2-(2-羟基苯基)苯并咪唑 质子转移的影响

采用光谱法和密度泛函理论研究了DMF,甲醇等有机溶剂及不同组成的1,4-二氧六环/甲醇混合溶剂中2-(2-羟基苯基)苯并咪唑(HPBI)的分子内质子转移反应,考察了溶剂极性对HPBI光谱性质及激发态分子内质子转移(ESIPT)机制的影响,探讨了酸碱度对HPBI在水溶液中荧光光谱受的影响.结果表明,在所考察的溶剂中,HPBI均表现出烯醇式和酮式的双发射峰(350 nm和460 nm附近),且溶剂极性越小越有利于质子转移.结合可极化连续介质模型(PCM),M06-2X/6-311++G(d)及TD M06-2X/6-311++G(d)的密度泛函理论计算进一步表明,在同一溶剂中,烯醇式构型是基态HPBI的主要存在形态,而在激发态时的结构,HPBI的烯醇式构型通过质子转移转化为酮式构型.此外,当溶液中碱达到一定浓度时,将在415 nm处产生一个酚氧负离子所发射的新荧光峰,TD B3LYP/6-311++G(d)的理论预测该发射峰的波长为409. 44 nm.     

二咪唑二甲酸合锌及其水合物电子光谱性质的

采用密度泛函理论(DFT B3LYP)方法,对配合物ZnL2 及其两种水合物基态结构进行优化,得到了稳定的几何结构。在此基础上,对分子的电荷布局进行了分析,并对分子的红外光谱进行了计算,得到了分子的光谱数据。在优化得到的稳定构型基础上,采用含时密度泛函理论(TD-DFT/B3LYP)及6-311++G**基组计算电子光谱。结果表明,电子在基态与激发态间的跃迁, 主要是在配体4,5-咪唑二甲酸（L）与中心金属之间的电荷转移, 电子从中心金属Zn转移至含N和O的4,5-咪唑二甲酸配体上。 通过计算配合物ZnL2的电子亲和能,预测该类配合物是优良的电子传输材料。     

诺氟沙星的密度泛函研究

以诺氟沙星为研究对象,采用密度泛函理论的B3LYP/6-311+G(d,p)方法,进行分子结构全优化,并对红外光谱(IR)和拉曼光谱(Raman)、前线轨道(最高占据轨道HOMO、最低空轨道LUMO)、净电荷分布进行了量子力学计算.根据红外光谱(IR)和拉曼光谱(Raman)的计算结果,对振动模式进行了指认;根据前线轨道(HOMO、LUMO)、净电荷分布的计算结果,讨论了诺氟沙星的HOMO、LUMO和分子表面电势的特点.采用密度泛函理论的B3LYP/6-311+G(2d,p)方法,进行分子结构全优化,使用GIAO方法计算得到核磁共振谱(NMR),并对谱图数据进行了分析讨论.     

低聚炔基芴衍生物电子光谱的理论研究

运用密度泛函(DFT)B3LYP方法、从头算单激发组态相互作用(CIS)方法分别优化了炔基取代芴的单体和三聚体的基态及最低激发单重态几何结构.系统分析了分子结构、前线分子轨道特征以探索电子跃迁机理.应用含时密度泛函理论(TD-DFT)计算了分子的电子光谱,得到三聚芴炔的最大吸收及发射光谱分别为417和447 nm,与实验结果接近.同时探讨了单体和低聚体系不同的发光特征,指出炔基芴的低聚体系是良好的蓝光材料.     

二咪唑二甲酸合镉及其水合物电子光谱性质的计算研究

采用密度泛函理论(DFT B3LYP)方法,对配合物CdL2及其两种水合物基态结构进行优化,得到了稳定的几何结构.在此基础上,对分子的电荷布局进行了分析,并对分子的红外光谱进行了计算,得到了分子的光谱数据.在优化得到的稳定构型基础上,采用含时密度泛函理论(TD-DFT)计算电子光谱.结果表明,电子在基态与激发态间的跃迁,主要是在配体4,5-咪唑二甲酸(L)与中心金属之间的电荷转移,电子从中心金属Cd转移至含N和O的4,5-咪唑二甲酸配体上.     

基于含氮、硫元素苯衍生物的有机染料敏化剂的理论研究

采用密度泛函(DFT)和含时密度泛函(TD-DFT)理论方法计算了以苯及其衍生物作为π共轭桥的染料分子的基态和激发态的微观性质.研究结果表明,与参考敏化剂P0相比,3种新型敏化剂P1、P2和P3的基态几何结构和前线轨道分布与之十分相似.采用CPCM-TD-BHandHLYP/6-31+G(d)方法,模拟染料分子P1在二氯甲烷溶液中的最大吸收波长为502nm,比P0吸收峰显著红移.利用Marcus理论,经过近似计算发现,与其他敏化剂相比,P1分子间电荷传输速率(Ket)最快.因此,P1应该可以作为有希望的敏化剂应用于染料敏化太阳能电池(DSSC),而且其能量转化效率(η)应该高于以P0为染料的DSSC的效率.     

异戊烯基二氢黄酮和查尔酮分子结构及光谱的理论计算

使用密度泛函理论B3LYP方法,对异戊烯基二氢黄酮和查尔酮的分子结构与电子吸收光谱进行理论计算研究,并基于Tomasi的极化统一场模型讨论溶剂效应.结果显示,溶剂对异戊烯基二氢黄酮和查尔酮的前线分子轨道特征影响甚微,溶剂作用使该分子的最大吸收波长红移分别约为5~6 nm和13~15 nm,红移程度与溶剂极性无关.     

双异戊烯基黄酮分子的光谱和热力学性质研究

使用密度泛函理论B3LYP方法,对两种双异戊烯基黄酮1R和2分子的几何结构、光谱、热力学性质进行理论计算研究,并基于Tomasi极化统一场模型(PCM)讨论溶剂效应.结果显示,1R和2分子在气相中的最低能量吸收波长分别为325.6和361.9nm,溶剂及其极性大小对1R和2分子的最低能量吸收波长影响很小.298K标准压力下,1R和2分子的气态标准摩尔热力学性质ΔfHθm分别为3455.51kJ/mol和3691.26kJ/mol,ΔfGθm分别为4028.23和4282.98kJ/mol,Sθm分别为834.90和834.97J/mol/K.     

鲁米诺与异鲁米诺光谱学特征及发光机制的密度泛函理论研究

采用B3LYP、BP86和M06-2X方法,在6-311++G(d,p)水平上分别在气相、DMSO和水溶液中对鲁米诺及异鲁米诺分子进行全参数优化.在优化构型的基础上,用B3LYP/6-311++G(d,p)方法进行了电荷分析、模拟了IR光谱和NMR谱,并用TD-DFT方法模拟了UV-Vis光谱.研究结果表明:不同方法及不同溶剂对鲁米诺和异鲁米诺分子构型计算影响不大;鲁米诺的最大吸收波长大于异鲁米诺,其发光性能比异鲁米诺好;理论计算结果与实验值吻合得很好.     

双酚A与双酚B的结构与性质量化

利用量子化学密度泛函理论,采用B3LYP方法在6－311++G(d,p)水平上计算了双酚A的分子结构和电子结构.对双酚A的几何构型、键级、光谱、净电荷布居等进行分析,结合前线轨道理论研究了分子的稳定性和反应活性,同理推导了双酚B的相关性质.利用不同的计算方法研究2种分子的热力学性质,同时给出不同温度的热力学性质参数.     

N-乙基七咔唑树状分子的合成、光物理性能、电化学性能及双光子吸收性能的研究

无定形N-乙基七咔唑树状分子通过溴化反应和乌尔曼偶联反应合成。运用密度泛函理论（TD-DFT）,在B3LYP/6-31G(d,p)水平上,理论计算出分子的HOMO、LUMO能级。对七咔唑的光物理性能进行了研究,化合物在292nm产生最大吸收峰,最大发射峰在393nm。利用循环伏安法对化合物的电化学性能进行了研究,七咔唑产生可逆的双氧化峰,起始氧化势为0.74V.七咔唑的双光子吸收截面为13.86GM.     

端接基苯甲酸二聚体结构性质的DFT研究

采用密度泛函理论在B3LYW6—31＋G^＊水平上对端接基苯甲酸二聚体进行了几何构型全优化，探讨了端接基CH3、CF3和CH2CH3对分子氢键结构、相互作用能、电荷转移、前线轨道能量等性质的影响，在此基础上使用含时密度泛函理论计算了分子的电子光谱，得到了最大吸收波长λmax.