2-乙酰基-1-甲基吡咯激发态结构动力学及溶剂效应的共振拉曼光谱和密度泛函理论计算

获取了覆盖紫外光谱中A带和B带吸收的共7个不同激发波长的共振拉曼光谱,并结合密度泛函理论方法研究了2-乙酰基-1-甲基吡咯(2-Ac-NMP)的A带和B带电子激发和Franck-Condon区域结构动力学.在TD-B3LYP/6-311++G(d,p)计算水平上,A带和B带吸收的跃迁主体为π→π*.A带和B带共振拉曼光谱分别指认为13个振动模式和8个振动模式的基频、泛频和组合频,其中C O伸缩振动(ν8)、C3—C4—C5不对称伸缩振动+C2—C6伸缩振动(ν14)及环上CH面内摇摆(ν18)对拉曼光谱强度贡献最大,表明2-Ac-NMP的Sπ激发态结构动力学主要沿反应坐标展开.考察了溶剂对共振拉曼光谱强度模式的影响,结果表明,在同一溶剂中,随激发波长由长变短,C O伸缩振动模(ν8)的强度呈现出由强变弱再变强的现象.这种变化规律与Franck-Condon区域Sn/Sπ态混合或势能面交叉相关,并受溶剂的有效调控.

N-甲基吡咯-2-甲醛激发态结构动力学及其溶剂效应的共振拉曼光谱和密度泛函理论研究

获取了覆盖N-甲基吡咯-2-甲醛(NMPCA)A-带和B-带电子吸收共7个激发波长的共振拉曼光谱,并结合含时密度泛函理论(TD-DFT)方法研究了的A-带和B-带电子激发和Franck-Condon区域结构动力学.TD-B3LYP/6-311++G(d,p)计算表明:A-带和B-带电子吸收的跃迁主体为π→π*.共振拉曼光谱可以指认为,11-13振动模式(A-带激发)或者7-11振动模式(B-带激发)的基频、倍频和组合频,其中C=O伸缩振动(ν7)、环的变形振动+N1-C6伸缩振动(ν17)、环的变形振动(ν21)和C6-N1-C2/C2-C3-C4不对称伸缩振动(ν14)占据了绝大部分.这表明NMPCA的Sπ激发态结构动力学主要沿C=O伸缩振动、环的变形振动和环上N1-C6伸缩振动等反应坐标展开.在同一溶剂的共振拉曼光谱中随激发波长由长变短,ν7与ν14的强度比呈现出由强变弱再变强的现象,这种变化规律被认为与Franck-Condon区域Sn/Sπ态混合或势能面交叉有关.溶剂对Sn/Sπ态混合或势能面交叉具有调控作用.

1-甲基胸腺嘧啶A-带结构动力学

获取了1-甲基胸腺嘧啶(MT)涵盖紫外光谱中A带和B带吸收的共5个激发波长的共振拉曼光谱,并结合密度泛函理论方法研究了MT的电子激发和Franck-Condon区域结构动力学.在TD-B3LYP/6-311++G(d,p)计算水平下,A带和B带吸收被分别指认为πH→πL*/πH-2→π*L+2和πH→π*L+2/πH-2→πL*跃迁.甲基参与嘧啶环的共轭使MT的A带最大吸收波长λmax相对于胸腺嘧啶(T)发生明显红移,并对Franck-Condon区域的动态结构产生一定影响.A带和B带共振拉曼光谱分别被指认为14个振动模式和11个振动模式的基频、泛频和组合频.C5=C6伸缩+C6H12面内弯曲振动ν9,环变形振动ν16和N3C2N1反对称伸缩+C4C5C10反对称伸缩振动ν18占据了A带共振拉曼光谱强度的绝大部分.这表明1πHπL*激发态结构动力学主要沿这些反应坐标展开.考察了溶剂对共振拉曼光谱的影响,结果表明,C4=O9伸缩+N3H11面内弯曲振动ν8的活性与溶剂性质有关,其激发态位移量随溶剂性质的变化规律与胸腺嘧啶一致.

噻菌灵在纳米银胶表面吸附的表面增强拉曼光谱研究

噻菌灵(TBZ)属苯并咪唑类杀菌剂,容易在水果、蔬菜及相应的果蔬饮品中形成有毒残留。基于密度泛函理论(DFT)的量子化学计算方法和表面增强拉曼光谱(SERS)技术,从理论和实验角度系统研究了噻菌灵在纳米银胶粒子表面的吸附行为和增强效应。采用柠檬酸钠还原法制备了具有表面增强拉曼散射活性的银纳米溶胶,并对水相的噻菌灵进行了SERS光谱研究。利用TBZ-Ag_4四种吸附模型对噻菌灵与银纳米溶胶的相互作用进行了理论分析。结合FT-Raman光谱和B3LYP/6-311G(d)理论计算的结果,借助Gaussian View5.0程序的图形化功能,对噻菌灵分子的振动模式、FT-Raman振动光谱和SERS光谱进行了系统的指认。研究结果表明:噻菌灵分子的所有原子在同一平面上,属于Cs对称性;其在银纳米溶胶表面具有十分显著的表面增强拉曼活性;分子中的S原子与银胶粒子发生吸附作用,并通过该分子的长轴方向垂直于银纳米银胶表面;可利用SERS光谱方法对痕量的噻菌灵进行快速检测。为研究噻菌灵的特性以及其快速检测提供了理论和实验依据。

6-N,N-二甲基腺嘌呤激发态结构动力学的共振拉曼光谱

采用共振拉曼光谱技术和密度泛函理论方法研究了6-N,N-二甲基腺嘌呤(DMA)的A带和B带电子激发和Franck-Condon区域结构动力学.πH→πL*跃迁是A带吸收的主体,其振子强度约占整个A带吸收的79%.由弥散轨道参与的n→Ryd和πH→Ryd跃迁在B带跃迁中扮演重要角色,其振子强度约占B带吸收的62%,而在A带吸收中占主导的πH→πL*跃迁的振子强度在B带吸收中仅占33%.嘌呤环变形伸缩+C8H/N9H面内弯曲振动ν23和五元环变形伸缩+C8H弯曲振动ν13的基频、泛频和合频占据了A带共振拉曼光谱强度的绝大部分,说明1πHπL*激发态结构动力学主要沿嘌呤环的变形伸缩振动,N9H/C8H/C2H弯曲振动等反应坐标展开,而ν10,ν29,ν21,ν26和ν40的基频、泛频和合频占据了B带共振拉曼光谱强度的主体部分,它们决定了B带激发态的结构动力学.A带共振拉曼光谱中ν26和ν12被认为与1nπ*/1ππ*势能面锥型交叉有关.B带共振拉曼光谱中ν21的激活与1ππ*/1πσ*N9H势能面锥型交叉相关.

尿嘧啶和5-氯尿嘧啶^1S0→^1S2跃迁动态结构的共振拉曼光谱

采用含时量子波包理论的简单模型对5-氯尿嘧啶和尿嘧啶的共振拉曼光谱开展了强度分析拟合,获得了1(π,π*)激发态的几何结构变化动态特征.结果表明,尿嘧啶1S0→1S2跃迁的动态结构特征因5-位氯原子取代而改变.5-氯尿嘧啶的动态结构特征主要沿C5襒C6伸缩振动+C6H12弯曲振动和N3H9/N1H7弯曲振动+N1C6伸缩振动反应坐标展开,而尿嘧啶的动态结构特征主要沿嘧啶环的伸缩振动+C5H11/C6H12/N1H7弯曲振动和C4襒O10伸缩振动反应坐标展开.π和π*轨道中氯原子的pz电子参与嘧啶环的p-π共轭作用导致了在1(π,π*)激发态上5-氯尿嘧啶的振动重组能更多地配分给嘧啶环的弯曲振动模式和C5襒C6伸缩振动模式.尿嘧啶在甲醇中的激发态动态结构特征与在水中的基本一致,但波包沿C5H11/C6H12/N1H7弯曲振动+N1C6伸缩振动(ν12)和环呼吸振动(ν17)反应坐标的运动明显增强.

γ-巴豆酰内酯激发态动力学的共振拉曼光谱和完全活性空间自洽场(CASSCF)计算研究

采用共振拉曼光谱和完全活性空间自洽场(CASSCF)方法研究了γ-巴豆酰内酯的光吸收S2态的结构动力学和衰变机制.采用含时密度泛函理论方法结合光谱实验确认了紫外光谱和振动光谱.获得了涵盖A-带吸收的4个激发波长下的共振拉曼光谱.用CASSCF计算得到了S1,min,S2,min,T1,min,T2,min和T3,min及其相关势能面交叉点的结构与能量.研究了A-带共振拉曼光谱强度模式与S2,min和CI(S2/S1)交叉点结构的关系.借助El-Sayed规则分析了各系间窜跃路径的效率,提出了γ-巴豆酰内酯从S2,FC弛豫到基态S0的2条主要路径:内转换路径和系间窜跃路径.

硫脲2^1A激发态扭曲几何结构的共振拉曼光谱和理论研究

获得了硫脲在水和乙腈溶液中A吸收带的芪振拉曼光谱，通过B3LYP／6-311＋＋Gf3df，3pd）和RCIS／6．311＋＋G（3df,3pd）分别对硫脲的电子跃迁和2^1A激发态鞍点结构进行了研究．对共振拉曼光谱进行了归属，并通过含时波包理论对吸收光谱和芪振拉曼光谱进行拟合，结果表明硫脲动态结构特征主要沿着：c=s伸缩振动v6（｜△｜=0．95）、H5N3H6＋H8N4H7弯曲振动v5（｜△｜=0．19）、NCN对称伸缩振动＋C=S伸缩振动＋N3H6＋H8N4弯曲振动1／4（｜△｜=0．18）．v15倍频2v15和4v15强度主要归因于v15激发态频率的改变而不是简正模位移量的变化．对S=CN2面外变形振动V15倍频出现的机理进行了探究，结果表明Franck-Condon区域势能面鞍点是标准A项共振拉曼散射里的二次声子机制的驱动力，导致碳原子中心的锥形化，并使硫脲在20A激发态发生几何结构扭曲．