几类杂环化合物结构和电子光谱理论的研究

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1、TheoreticalinvestigationsonthestructuresandelectronicspectraaofSeveralkindsofheterocycliccompoundsADissertationSubmittedtotheGraduateSchoolofHenanUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofScienceByNingPanSupervisor:Prof.ZhangJinglaiMay,2013关于学位论文独创声明和学术诚信

2、承诺本人向河南大学提出硕士学位申请。本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立完成的，对所研究的课题有新的见解。据我所知，除文中特别加以说明、标注和致谢的地方外，论文中不包括其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括其他人为获得任何教育、科研机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。在此本人郑重承诺：所呈交的学位论文不存在舞弊作伪行为，文责自负。学位申请人（学位论文作者）签名：2013年5月4日关于学位论文著作权使用授权书本人经河南大学审核批准授予硕士学位。作为学位论文的作者，

3、本人完全了解并同意河南大学有关保留、使用学位论文的要求，即河南大学有权向国家图书馆、科研信息机构、数据收集机构和本校图书馆等提供学位论文（纸质文本和电子文本）以供公众检索、查阅。本人授权河南大学出于宣扬、展览学校学术发展和进行学术交流等目的，可以采取影印、缩印、扫描和拷贝等复制手段保存、汇编学位论文（纸质文本和电子文本）。（涉及保密内容的学位论文在解密后适用本授权书）学位获得者（学位论文作者）签名：2013年5月15日学位论文指导教师签名：2013年5月15日II摘要应用密度泛函理论(DFT),在B3LYP/6-31G(d)和CAM-B3LYP/6-31G(

4、d)水平下优化了α-联噻吩H(C4H2S)nH(n=2-13)的基态几何构型。研究表明，它们的基态结构呈现三种构型：螺旋上升型、环型和稍有弯曲的带状结构。前两种是对称性分别为C1和C2的顺式结构，最后一种是具有C1对称性的反式结构。利用TD-B3LYP方法计算了它们的吸收光谱，并得到了α-联噻吩体系的垂直激发能和体系大小n的解析表达式。发射光谱则是采用TD-CAM-B3LYP方法来研究的，计算值与实验值符合的很好。在B3LYP/6-311g(d,p)水平下优化了几种噻咯和噻吩衍生物的基态平衡构型，结果显示，优化得到的构型均为稳定构型；基于优化的构型，在TD-

5、B3LYP/6-311g(d,p)水平下模拟了它们的紫外吸收光谱，研究表明，对于已有的实验数据，理论的结果与之符合的很好。希望计算结果能够为以后的实验和理论研究提供一定的帮助。利用密度泛函理论和含时密度泛函理论研究了8-羟基喹啉衍生物的光谱性质。利用B3LYP和M06方法优化了1-苯基-3,5-二甲基-4-吡唑醛缩2-甲基-8-羟基喹啉(A)和1-(4-氯苯基)-3,5-二甲基-4-吡唑醛缩2-甲基-8-羟基喹啉(B)以及它们与冰乙酸反应的可能产物(AR1,AR2,BR1和BR2)的几何构型。结果表明，与相应的反应物相比，两个反应的产物分子的平面性均增强。然

6、后，为了进一步确认这两组反应的合理产物，又利用TD-DFT理论和PCM模型对紫外吸收光谱进行了模拟。通过与实验光谱的对比，AR2和BR2被确认为是合理的产物。值得注意的是，与A和B相比，相应的AR2和BR2的最大吸收波长均发生了红移，这可以认为是由于前面提到的产物平面性增强和HOMO-LUMO能隙减小导致的。在B3LYP/6-31G(d)水平下优化了两个双吡唑环类化合物1-苯基-3,5-二甲基-4-吡唑醛缩1-对甲苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮(A)和1-(4-甲苯基)-3,5-二甲基-4-吡唑醛缩1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮(B)以及它们与冰乙酸反应可能

7、得到的所有产物的基态几何构型，并讨论了它们的稳定性；用TD-B3LYP和TD-M06方法计算了这两组化合物的垂直激发能，结果表明，A和B的垂直激发能均能与实验值符合的很好，而且通过理论计算确定了A和B与冰乙酸之间并未发生反应。I关键词：电子光谱，噻吩，噻咯，喹啉，吡唑IIABSTRACTThegroundstatesgeometriesofα-OligothiophenesH(C4H2S)nH(n=2-13)havebeenoptimizedbyB3LYPandCAM-B3LYPmethodswith6-31G(d)basisset.Studieshaves

8、hownthattherearethreekinds