凯库勒烯芳香性及光诱导电荷转移物理机制研究

芳香性是芳香族化合物的重要化学性质之一,明确环状共轭体系的芳香性对了解体系的化学反应性能和稳定性至关重要。通过量子化学计算和波函数分析对凯库勒烯(Kekulene)的芳香性、单光子吸收(OPA)和双光子吸收(TPA)光谱及电子转移特性进行了详细的研究;通过多中心键级和AV1245指数对分子中不同苯环的芳香性进行了定量分析;通过电子定域化函数(ELF)、定域化轨道定位函数(LOL)、磁感生电流和等化学屏蔽表面(ICSS)等多种方法,对Kekulene的芳香性进行了研究;通过电荷差分密度(CDD)对OPA和TPA跃迁过程的电子转移进行了可视化分析。结果表明,1、2环的芳香性明显强于3、4环;ELF和LOL的π电子可以在1环两侧高度离域并形成回路;OPA光谱具有较高跃迁偶极矩的激发态,更易成为TPA过程中的中间态。研究结果可为不同体系的芳香性提供有效的理论方法和应用途径。