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关于新型荧光传感器激发态动力学行为的理论阐述
摘要： 我们采用密度泛函理论（DFT）和含时密度泛函理论（TDDFT）方法，从理论上研究了一种新型荧光传感分子（简称"2号分子"）（Sensors Actuat B-Chem. 2018, 263, 585）。由于其对称性，在S0和S1态中均可定位三种稳定结构，即2-烯醇式、2-SPT式和2-DPT式。通过比较氢键基团涉及的键长和键角，我们发现S1态中双分子内氢键应被增强?；诤焱猓↖R）振动模拟，我们进一步证实了双氢键的增强。在光激发过程中，通过前线分子轨道（MOs）的电荷重分布揭示了激发态分子内质子转移（ESIPT）反应的趋势。此外，构建的S0态和S1态势能曲线表明，从2-烯醇式到2-SPT式的单质子转移（ESSPT）应是最受支持的过程。根据S1态稳定的2-SPT和2-DPT结构及其荧光峰，我们可以进一步确认2号化学传感器的ESSPT机制。这项工作不仅阐明了2号体系的激发态行为，还成功解释了先前的实验现象。
关键词： 电荷重分布、激发态质子转移、势能曲线、分子内氢键
更新于2025-09-23 15:23:52
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疏水性纤维用光稳定蒽醌蓝染料的分子及激发态特性
摘要： 具有高光稳定性的合成染料在聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等疏水性纤维上表现出色，适用于户外纺织基材。尽管20世纪80年代为汽车内饰开发的耐光染料已有大量研究，但关于当前可行的耐光分散染料的公开资料甚少。本研究通过实验测量与建模分析相结合的方法，以两种蓝色染料为起点，旨在填补这一空白并助力未来耐光分散染料的设计，重点解析商业可行染料在PET纤维上呈现耐光色泽的分子结构特征。借助高分辨质谱（HR-MS）、500MHz核磁共振氢谱（1H NMR）及X射线晶体学技术，证实这两种染料是以1,5-二羟基蒽醌（AQ）和1,8-二羟基AQ为基本结构的异构体。研究表明，其光稳定性源于蒽醌羰基邻位存在多个羟基/氨基，可通过分子内质子转移耗散激发态能量。进一步基于密度泛函理论（DFT）的分子建模显示，1,5-二羟基AQ结构染料的激发单重态氧化势（ESOP）低于1,8-二羟基AQ异构体。前沿轨道计算表明，后者染料的最低未占分子轨道（LUMO）波瓣更大，意味着该异构体比1,5-二羟基AQ染料更易被激发。
关键词： 分子建模、蒽醌分散染料、X射线晶体学、分子内氢键、结构分析
更新于2025-09-23 15:22:29
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具有分子内氢键的扭曲内酰胺单元作为聚合物太阳能电池的电子给体
摘要： 一种新型扭曲内酰胺结构单元——4,4'-二烷基-[6,6'-双噻吩并[3,2-b]吡啶]-5,5'-(4H,4'H)-二酮(BTP)可通过分子内氢键实现自锁?；诟媒峁沟ピ那绷Γ芯咳嗽鄙杓坪铣闪肆街諨-A共轭聚合物PBDT-BTP-HD和PBDT-BTP-OD：它们均以4,8-双(5-(2-乙基己基)噻吩-2-基)苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩(BDT)为给体单元、BTP为受体单元，并分别带有两种不同长侧链。研究系统考察了这两种聚合物的光物理性质、电化学性能及光伏特性，同时分析了本体聚合物与共混薄膜的形貌及分子有序度，以建立侧链结构与聚集态、器件参数之间的关联?；赑BDT-BTP-OD与IT-M受体的器件通过构筑单元协同效应与侧链工程优化，实现了高达9.54%的能量转换效率。该研究成功证明，这种新型扭曲内酰胺BTP是有机太阳能电池中极具潜力的结构单元。
关键词： 侧链工程、分子内氢键、电子给体、扭曲内酰胺、聚合物太阳能电池
更新于2025-09-11 14:15:04
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《实验医学与生物学进展》糖生物物理学 第1104卷 || 同步辐射真空紫外圆二色光谱技术用于表征糖类结构
摘要： 圆二色性（CD）光谱是分析手性分子和生物分子结构的强大工具。采用同步辐射光源的CD仪器通过将光谱范围扩展至190纳米以下的真空紫外（VUV）区域，获取了常规CD仪器无法获得的信息，从而大幅拓展了该技术的应用价值。这项技术特别适用于监测含有羟基和缩醛基团的糖类结构——这些基团在VUV区域具有高能跃迁特征。将VUVCD光谱与理论计算相结合，能为研究糖类水溶液中异头羟基、羟甲基旋转异构体对分子动力学、分子内氢键及水合作用的贡献提供新见解。
关键词： 糖蛋白、水合作用、圆二色性、同步辐射、含时密度泛函理论、分子动力学模拟、糖类、分子内氢键、溶液结构、结构动力学、真空紫外光、糖胺聚糖
更新于2025-09-10 09:29:36
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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
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。
关键词： 电荷重分布、激发态分子内质子转移（ESIPT）、分子内氢键、电荷密度差
更新于2025-09-04 15:30:14