橙皮素电场作用的分子结构和红外光谱理论研究

橙皮素(HES)是一种二氢黄酮药物,为研究在外电场(EEF)作用下, HES的分子结构和光谱的变化,利用密度泛函理论(DFT)以及6-311G(d,p)基组,在C2—C1方向施加EEF(-0.005~0.010 a.u.)并优化HES分子的基态几何构型,研究了分子总能量、键长、红外光谱(IR)、偶极矩(DM)和HOMO-LUMO能隙。在优化结构的基础上,采用含时密度泛函理论(TDDFT),探究不同EEF对紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、激发态(ES)的影响。结果显示,无EEF时, HES分子中C1—O18和C2—C26间的单键都优化成了双键,转变为烯醇式结构,这样分子中更多的基团构成一个共轭体系,形成最稳定的结构。随着EEF的增强,分子总能量先升后降, DM则先降后增,键长的变化复杂。当正向负向EEF都增强时,由于HES分子中不同化学键的振动产生的IR吸收峰(AP),相应地出现了不同的频谱移动,各个AP的强度也有不同的变化。无EEF时, UV-Vis在223.6和262 nm处有2个AP,分别处于E 2带、 K带。 223.6 nm处的AP随着EEF的增大出现了蓝移(BS),当EEF大于0.002 5 a.u.谱峰消失;262 nm处的AP在正向EEF下出现红移(RS),吸收强度随EEF的增强呈现衰弱趋势,当EEF为0.01 a.u.时,谱峰RS至283 nm,强度达到最小值5 889.64 L·mol^-1 ·cm^-1;在负向EEF下出现BS,且吸收强度均增强,在EEF为-0.002 5 a.u.时,谱峰BS至261 nm,强度增至最大值为12 500.36 L·mol^-1 ·cm^-1 。当正向负向EEF都增强时,分子的能隙和激发态能量(EE)均呈现减小趋势,说明HES分子易被激发而处于活跃状态。在无EEF时, OS均大于零,表明能够被激发。当不断加强正向EEF时, ES的OS均先升高再降低;在负向EEF下OS有复杂的变化。分析EEF下物质的分子结构和光谱,将为探究橙皮素的药效对其进行电场解离提供理论参考。