偶氮苯磺酸衍生物的光致顺反异构化机理

基于密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,在6-311++G(d,p)水平上全优化得到了3,3′-偶氮苯磺酸(3,3′-AbS)在S0和T1态顺反异构化机理.在S0态存在两种异构化途径:绕角NNC反转和绕NC键旋转相结合的形式和单纯的绕CNNC二面角旋转形式,两种异构化途径的能垒分别为94.2和124.3kJ·mol-1.有必要指出的是,在反转与旋转结合的途径上存在二次过渡态.在T1态上仅存在旋转途径且其能垒为21.1kJ·mol-1.采用含时密度泛函理论(TD-DFT),在B3LYP/6-311++G(d,p)水平上,沿着基态的两种异构化途径计算得到了T1,S1,T2和S2态的垂直激发的势能剖面,分析了可能的光致异构化途径.当激发光波长为330nm时,反应物分子被激发到S2态,然后弛豫到较低的能态S1发生异构化反应,旋转途径存在两条活化途径:(1)沿着S1/S0的圆锥交叉点衰变到产物;(2)由S1态弛豫到T1态后,在S0-T1-S0的区域发生异构化,再转化到产物.计算结果表明,3,3′-AbS通过反转和旋转的结合形式实现在S0态的异构化,而被激发后倾向于沿着旋转坐标作为其主要的异构化途径.