激發(fā)態(tài)分子內(nèi)和分子間質(zhì)子轉(zhuǎn)移的實(shí)驗(yàn)和理論研究.pdf

1、激發(fā)態(tài)質(zhì)子轉(zhuǎn)移(Excited-State Proton Transfer，ESPT)是指分子受到激發(fā)到達(dá)激發(fā)態(tài)后，質(zhì)子從給體沿著分子氫鍵到達(dá)相鄰的N、S、O等雜原子上的異構(gòu)化過程。因其是化學(xué)和生物化學(xué)中最基本最重要的過程受到了廣泛的關(guān)注和研究。此外，它還是光物理和光化學(xué)中一類重要的反應(yīng)。從分子角度來講，這個(gè)過程主要被分為兩種類型:激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移（Excited-State Intramolecular Proton Transf

2、er，ESIPT）和激發(fā)態(tài)分子間質(zhì)子轉(zhuǎn)移(Excited-State Intramolecular Proton Transfer)。
　　2-羥基苯并噻唑及其衍生物是典型的能發(fā)生激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移的一類分子，因其在化學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，成為目前實(shí)驗(yàn)和理論研究的熱點(diǎn)。本論文通過光譜實(shí)驗(yàn)與理論計(jì)算相結(jié)合的方法研究了一系列HBT衍生物的激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移性質(zhì)。研究結(jié)果表明:(1)在苯環(huán)上引入三氟甲基(-CF3)能有效地減

3、少了羥基O原子上的電子云密度，促進(jìn)質(zhì)子在乙醇溶液中的解離，并且有利于ESIPT的發(fā)生。(2)HBT-1是在HBT-CF3的苯并噻唑環(huán)上引入給電子基團(tuán)形成的，是典型的D-π-A型分子。HBT-1在受到激發(fā)后會(huì)發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移，并隨著溶劑極性的增大出現(xiàn)“紅邊效應(yīng)”，最終在乙醇和乙腈的混合溶液中發(fā)射白光。(3)溶劑對(duì)ESIPT有很大的影響。非極性溶劑有利于ESIPT過程的進(jìn)行，極性溶劑會(huì)阻礙ESIPT過程;質(zhì)子型溶劑對(duì)ESIPT具有雙重作用，一方

4、面阻礙ESIPT的發(fā)生，另一方面促進(jìn)化合物的去質(zhì)子化。(4)吸電子基團(tuán)阻礙ESIPT過程，有利于enol構(gòu)型的發(fā)射。
　　眾所周知，4-羥基苯甲酸(4-HBA)在生物體中尤其是人體中具有抗氧化性。因此，對(duì)4-HBA的性質(zhì)研究尤其是其生物性能的研究一直以來都是生物化學(xué)以及生物醫(yī)學(xué)的研究熱點(diǎn)。本論文首先利用光譜實(shí)驗(yàn)的方法，檢測到4-HBA在中性水相體系中（以4-羥基苯甲酸鹽離子的形式存在，4-HB）大的Stokes位移，推測可能是激發(fā)