苯骈唑类化合物电子光谱及其构效关系研究

摘要

应用量子化学中的密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)对一系列苯骈唑类化合物的键长，键角，电荷分布和前线分子轨道(HOMO和LUMO)能量，电子吸收光谱进行了计算。 首先，先由Chem3D程序包获得溴代苯丙烯基苯骈噁唑分子的初始构型，接着在不施加任何对称性限制的条件下，在RHF(Restricted Hartree-Fock)水平上，采用半经验PM3方法对分子进行几何构型预优化。在此基础上，用5种方法B3LYP/3-21G、B3LYP/6-31G、B3LYP/6-31G﹡、B3LYP/6-31G﹡﹡和HF/6-31G﹡对分子进行了全优化并把计算结果与实验值进行了比较，得到的结果显示B3LYP/6-31G﹡方法计算苯骈唑类化合物耗时较少，结果良好。 然后采用所确定的最佳计算方法B3LYP/6-31G﹡研究了苯骈噁唑类化合物芳环单溴取代物，芳环上氟、氯、溴、硝基、甲基和甲氧基等取代化合物以及共轭体系化合物，探讨了不同取代基对苯骈噁唑类化合物的几何构型、电子结构和电子光谱等的影响。对发射波长实验值与分子基态能隙Δε以及单电子第一激发能ΔE还有偶极矩μ进行线性拟合，并得出了回归方程，预测结果与实验值符合的很好。 本文还研究了苯乙烯基苯骈噁唑，苯乙烯基苯骈噻唑，苯乙烯基苯骈咪唑的几何构型，电子结构，电子光谱，最小振动频率和振动强度等。 最后，计算了一系列苯骈唑类化合物，激发波长实验值与分子基态能隙Δε以及单电子第一激发能ΔE还有偶极矩μ成线性关系，并得出了回归方程，预测结果与实验值极为接近。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究目的和意义

1.2研究现状

1.3理论基础和计算方法

1.3.1荧光产生机理

1.3.2影响荧光的因素

1.3.3光谱简述与分子轨道理论

1.3.4量子化学计算概述

1.4本课题研究内容

1.4.1本文的工作

1.4.2所做工作的意义

2不同理论方法的比较

2.1引言

2.2计算方法

2.3结果与讨论

2.4本章小结

3苯骈噁唑及其芳环取代化合物

3.1引言

3.2计算方法

3.3结果分析与讨论

3.3.1芳环单溴取代物

3.3.2 15-取代

3.3.3共轭系统

3.3.4线性回归分析

3.4本章小结

4不同给电子基团苯骈唑类化合物结构与性能研究

4.1引言

4.2计算方法

4.3结果与讨论

4.3.1几何构型

4.3.2振动分析

4.3.3电子结构与光谱

4.3.4取代基对偶极矩的影响

4.4本章小结

5苯骈唑类化合物电子光谱及构效关系研究

5.1引言

5.2计算方法

5.3结果和讨论

5.4本章小结

6结论

致谢

参考文献