β-二酮环金属铂配合物和苯并菲衍生物的理论研究

摘要

采用密度泛函理论B3LYP方法对含长链的β-二酮环金属铂配合物的结构、电子光谱与二阶非线性光学进行研究。结果发现：重金属的配合导致Pt原子与苯环，吡啶环，β-二酮羰基环构成较大的共轭体系，使得分子由基态到第一激发态的π→π*和n→π*跃迁伴随金属到配体电荷转移(MLCT)，对应的最大吸收波长在406 nm左右，属于近紫外区，β-二酮碳链的长度对结构和电子光谱影响很小，与实验结果一致。长链β-二酮环金属铂配合物分子具有较好的非线性光学性质。
　　 对含不同配体取代基的β-二酮环金属铂配合物的几何结构、电子光谱、二阶和三阶非线性光学性质的研究结果表明，基态到第一激发态的跃迁全部来源于配体到配体电荷转移(LLCT)和MLCT的混合跃迁。此类配合物具有较好的非线性光学性质，产生二阶非线性光学性质的主要原因是与金属Pt配位的左边配体间的π-π*跃迁，产生三阶非线性光学性质的主要原因则是金属Pt原子到2,4-戊二酮上的d-π*电荷跃迁，同时左边配体间的π-π*的跃迁也有重要影响。
　　 采用密度泛函理论，在B3LYP/6-31G**水平上对含有炔基的不同软链的苯并菲化合物分子的电荷传输性质进行研究。研究表明：所有化合物分子均有利于苯并菲的电荷传输，但不同软链对电荷传输的影响各不相同，其中，直接在苯并菲刚性环上引入酰胺基(-CO-NH-)有利于提高正电荷的传输，而间隔基为酯基，手性中心位于间隔基的单取代化合物的正负电荷传输性质均比较良好，但更有利于负电荷的传输；在苯并菲上单取代的分子明显比其双取代、三取代的分子电荷传输性质好。
　　 在B3LPY/6-31G**水平上对含苯丙炔酸和苯丙烯酸酯支链的苯并菲盘状液晶苯并菲化合物分子的电荷传输性质进行研究。结果表明，此类分子均具有较大的电荷迁移率。所有分子的负电荷传输速率均比苯并菲高，含苯丙烯酸酯支链的苯并菲化合物比含苯丙炔酸酯支链的苯并菲化合物具有更好的空穴传输率及较低的负电荷传输速率。对于含苯丙烯酸酯支链的苯并菲化合物，周围烷氧基越长，正电荷传输速率越大，而负电荷传输速率越小。

目录

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声明

第一章 前言

1.1 β-二酮铂配合物

1.1.1非线性光学材料概述

1.1.2 β-二酮铂配合物

1.2苯并菲盘状液晶化合物

1.2.1盘状液晶材料分子

1.2.2苯并菲衍生物电荷传输性质的理论计算

1.3量子化学计算方法

1.4非线性光学性质

1.5电荷传输理论

第二章 β-二酮铂配合物的非线性光学性质和电子光谱

2.1含长链β-二酮铂配合物

2.1.1几何结构

2.1.2前线分子轨道和电子吸收光谱

2.1.3二阶非线性光学性质

2.2配体结构以及配体上取代基对β-二酮环金属铂配合物性质的影响

2.2.1几何结构

2.2.2电子吸收光谱

2.1.3非线性光学性质

2.3本章小结

第三章 苯并菲衍生物电荷传输性质的理论研究

3.1含炔基的边链苯并菲衍生物电荷传输的理论研究

3.1.1重组能的计算与讨论

3.1.2电荷转移矩阵元与电荷传输速率

3.1.3双柔链化合物和三柔链化合物

3.2苯丙炔酸和苯丙烯酸酯苯并菲衍生物

3.2.1重组能的计算与讨论

3.2.2电荷转移矩阵元与电荷传输速率

2.3本章小结

结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间论文发表情况