基于异噁唑酮类份菁染料的激发态分子内质子转移的研究

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1、基于异噁哇酮类份菁染料的激发态分子内质子转移的研究王博赵娜赵素梅张帅张象涵安电子科技大学生命科学技术学院摘要：运用量子化学理论计算方法研究丫3-甲基-4-(1U-吲哚-3-次甲基)-异噁唑-5-酮(A)及其衍生物份菁染料的激发态分子内质子转移性质.研宂表明：在基态3种染料AH(R=H),AO(R=—0(H3))和AP(R=—0(H2Ph))只存在酮式构型,在激发态AH与AP存在酮式和烯醇式2种构型，而A0存在酮式、烯醇式和仲胺式3种构型.红外光谱表明化合物从基态跃迁到激发态存在分子内的氢键增强作用，势能曲线显示激发态的质子转移为放热反应丑能垒较低，通过分析电子光谱得到具有较

2、大斯托克位移的激发态分子内质子转移的荧光发射峰，前线分子轨道理论计算进一步说明了其质子转移的发生过程.关键词：异噁唑酮类份菁;激发态分子内质子转移;密度泛函理论;作者简介：张象涵，E-mail:xhzhang@xidian.edu.cn收稿日期：2017-07-03基金：中央高校基木科研业务费专项资金资助项目(8002-7215565301)Investigationonexcited-stateintramolecularprotontransferofmerocyaninedyesmodifiedwithisoxazoloneWANGBo皿0NaZHAOSu-meiZH

3、ANGShuaiZHANGXiang—hanSchoolofLifeScienceandTechnology,XidianUniversity;Abstract：Bytheoreticalquantummechanicalcalculations,theexcitedstateintramolecularprotontransferof3-methyl-4-(lH-indole-3-methenyl)-isoxazole-5-ketonewasthoroughlyinvestigated.Thecalculatedresultssuggestthatinthegrounds

4、tatethethreedyes(AH,AO,AP)existinketoform.Intheexcitedstate,AllandAPdyeshaveketoandenolforms,AOdyealsohassecondaryamineformexceptketoandenolforms.IntramolecularhydrogenbondinginteractionswereimprovedthroughtheIRspectrumofthedyesfromthegroundstatetotheexcitedstate.Thepotentialenergycurvesin

5、theexcitedstatesuggestedthattheprotontransferprocessisanexothermicreactionwithlowerenergybarrier.Furthermore,thefluorescenceemissionpeakswithlargestokesshiftwereobtainedbyelectronicspectrum.Theresultsshowedthattheprotontransferreactionsoccurthroughtheanalysisofinfraredspectrumandfrontieror

6、bitaltheorycalculation.Keyword：merocyaninedyesmodifiedwithisoxazolone;excitedstateintramolecularprotontransfer;densityfunctionaltheory;Received：2017-07-03激发态分子内质子转移（Excitedstateintra-molecularprotontransfer,ESIPT）是指质子受体和供体同时存在于一个分子屮，化合物在激发态发生质子转移的现象.化合物分子在光、热、电或其他的作用下，从基态（S。）跃迁到激发态（SJ后，分子内

7、某一基团上的质子通过氢键转移到分子中和邻的N，S和0等杂原子上，形成不同的互变异构体的过程.较为经典的ESIPT即质子在0原子上的醇式构型（enol）和质子脱离0原子转移到别的原子上的酮式构型（keto）之间的互相转变.[1-5]棊于ESIPT化合物具有较大的斯托克斯位移，反应过程与周围环境密切相关，基态条件下质子反向转移，双荧光发射和半峰较宽等一些特点，其反应机制已被应用在多个领域，包括荧光分子探针、荧光传感器和太阳能电池聚集器等.[6-8]份菁染料也称为部花菁，是菁染料中的一种中性染料.因其荧光强度大、荧光量子