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对3-羟基-2-(5-(5-(5-(3-羟基-4-氧代-4H-色烯-2-基)噻吩-2-基)噻吩-2-基)噻吩-2-基)-4H-色烯-4-酮激发态动力学过程的研究洞察

DOI：10.1002/poc.3911 期刊：Journal of Physical Organic Chemistry 出版年份：2018 更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要： 在本研究中，我们基于密度泛函理论（DFT）和含时密度泛函理论（TDDFT）方法，从理论上研究了一种新型分子体系——3-羟基-2-(5-(5-(5-(3-羟基-4-氧代-4H-色烯-2-基)噻吩-2-基)噻吩-2-基)噻吩-2-基)-4H-色烯-4-酮（FT）。通过计算约化密度梯度（RDG）与sign(λ2)ρ的关系，我们首先验证了FT分子在S0态中形成了双重分子内氢键（O1─H2···O3和O4─H5···O6）。随后，通过比较S0态和S1态中涉及氢键的主要结构参数及相应的红外（IR）振动光谱，我们证明这两个分子内氢键在S1态中得到了增强。通过对垂直激发过程的分析，我们的理论结果复现了实验吸收特性，证实了本工作中采用的理论水平（B3LYP/TZVP）是合理且有效的。前沿分子轨道（MOs）描绘了电子激发态的本质，并支持激发态分子内质子转移（ESIPT）反应。根据沿逐步和协同的O1─H2与O4─H5坐标的势能曲线计算结果，我们验证了尽管FT分子具有两个分子内氢键，但在S1态中仅能发生激发态单质子转移。我们不仅详细研究了FT体系的激发态行为并阐明了ESIPT机制，还解释了先前的实验结果。
作者： Yusheng Wang，Dapeng Yang，Guang Yang，Min Jia，Xiaoyan Song，Qiaoli Zhang
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研究概述 实验方案

研究目的

本研究探讨的问题或现象是3-羟基-2-(5-(5-(5-(3-羟基-4-氧代-4H-色烯-2-基)噻吩-2-基)噻吩-2-基)噻吩-2-基)-4H-色烯-4-酮(FT)的激发态动力学过程，重点研究S1态中双分子内氢键的形成与增强机制以及激发态分子内质子转移(ESIPT)的机理。

研究成果

该研究证实了FT分子在S1态中形成并增强了双分子内氢键，支持了激发态单质子转移机制。理论结果与实验观察相符，为ESIPT过程提供了见解，并表明FT在光电子材料中具有潜在应用价值。

研究不足

该研究是理论性的，依赖于计算方法，可能无法完全捕捉所有实验条件或动态过程。TDDFT/B3LYP方法可能无法准确排序能量相近的激发态，尽管它在氢转移势能曲线方面是可靠的。

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