2-乙酰基-1-甲基吡咯激发态结构动力学及溶剂效应的共振拉曼光谱和密度泛函理论计算

doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.04.023

高等学校化学学报 ›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (04): 772.doi: 10.3969/j.issn.0251-0790.2012.04.023

2-乙酰基-1-甲基吡咯激发态结构动力学及溶剂效应的共振拉曼光谱和密度泛函理论计算

许宗平, 赵彦英, 王惠钢, 郑旭明

浙江理工大学化学系, 先进纺织材料与加工技术教育部重点实验室, 生态染整技术教育部工程研究中心, 杭州 310018

收稿日期:2011-10-10 出版日期:2012-04-10 发布日期:2012-04-10
作者简介:郑旭明, 男, 博士, 教授, 博士生导师, 主要从事光化学反应动力学研究. E-mail: zxm@zstu.edu.cn
基金资助:
国家"九七三"计划项目(批准号: 2007CB815203)、国家自然科学基金(批准号: 21033002, 20803066)和浙江省自然科学基金(批准号: Y4090161)资助.

Resonance Raman Spectroscopic and Density Functional Theory Investigations of Excited State Structural Dynamics of 2-Acetyl-1-methylpyrrole(2-Ac-NMP) and Its Solvent Effect

XU Zong-Ping, ZHAO Yan-Ying, WANG Hui-Gang, ZHENG Xu-Ming

Engineering Research Center for Eco-dyeing and Finishing of Textiles, Key Laboratory of Advanced Textiles Materials and Manufacture Technology, Ministry of Education, Department of Chemistry, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China

Received:2011-10-10 Online:2012-04-10 Published:2012-04-10
Supported by:
国家"九七三"计划项目(批准号: 2007CB815203)、国家自然科学基金(批准号: 21033002, 20803066)和浙江省自然科学基金(批准号: Y4090161)资助.

摘要/Abstract

摘要： 获取了覆盖紫外光谱中A带和B带吸收的共7个不同激发波长的共振拉曼光谱, 并结合密度泛函理论方法研究了2-乙酰基-1-甲基吡咯(2-Ac-NMP)的A带和B带电子激发和Franck-Condon区域结构动力学. 在TD-B3LYP/6-311++G(d,p)计算水平上, A带和B带吸收的跃迁主体为π→π^* . A带和B带共振拉曼光谱分别指认为13个振动模式和8个振动模式的基频、泛频和组合频, 其中C＝O伸缩振动(ν₈)、C3-C4-C5不对称伸缩振动+C2-C6伸缩振动(ν₁₄)及环上CH面内摇摆(ν₁₈)对拉曼光谱强度贡献最大, 表明2-Ac-NMP的S_π激发态结构动力学主要沿反应坐标展开. 考察了溶剂对共振拉曼光谱强度模式的影响, 结果表明, 在同一溶剂中, 随激发波长由长变短, C＝O伸缩振动模(ν₈)的强度呈现出由强变弱再变强的现象. 这种变化规律与Franck-Condon区域S_n/S_π态混合或势能面交叉相关, 并受溶剂的有效调控.

关键词: 2-乙酰基-1-甲基吡咯, 激发态结构动力学, 共振拉曼光谱, 溶剂效应

Abstract: Resonance Raman spectra of 2-acetyl-1-methylpyrrole(2-Ac-NMP) were obtained with seven excitations covering the A- and B-band absorptions of the UV spectra. The electronic excitations and the Franck-Condon region structural dynamics of 2-Ac-NMP were studied with the resonance Raman spectroscopy and density functional theory calculations. The A- and B-band absorptions are assigned as the π→π^* transitions on the basis of the TD-B3LYP/6-311++G(d,p) level of theory computations. The resonance Raman spectra displayed the Raman intensity in the fundamentals, overtones and combination bands of about 13 vibrational modes(for A-band) or 8 vibrational modes(for B-band), predominately in the C＝O stretch mode(ν₈), C3-C4-C5 anti-sym.stretch+C2-C6 stretch(ν₁₄) and ring CH in-plane bend(ν₁₈). This indicates that the Franck-Condon region S_π structural dynamics of 2-Ac-NMP is mainly along the C＝O stretch and ring defor-mation and ring CH in-plane bend coordinates. In a certain solvent and under different excitation wavelengths, the relative intensity of the ν₈ versus the ν₁₄ displays an interesting change that is from intense to weak and then to intense again as the excitation wavelengths goes from longer to shorter. This intensity variation directly reflects the S_n/S_π state-mixing or curve-crossing in Franck-Condon region. Solvents can efficiently tune the Franck-Condon region S_n/S_π state-mixing or curve-crossing processes.

Key words: 2-Acetyl-1-methylpyrrole(2-Ac-NMP), Excited state structural dynamics, Resonance Raman spectrum, Solvent effect

中图分类号:

O641

TrendMD:

许宗平, 赵彦英, 王惠钢, 郑旭明. 2-乙酰基-1-甲基吡咯激发态结构动力学及溶剂效应的共振拉曼光谱和密度泛函理论计算. 高等学校化学学报, 2012, 33(04): 772.

XU Zong-Ping, ZHAO Yan-Ying, WANG Hui-Gang, ZHENG Xu-Ming. Resonance Raman Spectroscopic and Density Functional Theory Investigations of Excited State Structural Dynamics of 2-Acetyl-1-methylpyrrole(2-Ac-NMP) and Its Solvent Effect. Chem. J. Chinese Universities, 2012, 33(04): 772.

参考文献

[1] Wagner P. J.. Acc. Chem. Res.[J], 1971, 4(5): 168—177 [2] Gilbert A., Baggott J.. Essentials of Molecular Photochemistry[M], Boca Raton, FL: CRC Press, 1991 [3] Horspool W., Armesto D.. Organic Photochemistry: A Comprehensive Treatment[M], New York: Ellis Horwood Limmted, 1992 [4] Silva C. R., Reilly J. P.. J. Phys. Chem.[J], 1996, 100(43): 17111—17123 [5] Hirata Y., Lim E. C.. J. Chem. Phys.[J], 1980, 72(10): 5505—5510 [6] Hirata Y., Lim E. C.. Chem. Phys. Lett.[J], 1980, 71(1): 167—170 [7] Koyanagi M., Goodman L.. Chem. Phys.[J], 1979, 39(2): 237—250 [8] Hayashi H., Nagakura S.. Mol. Phys.[J], 1974, 27(4): 969—979 [9] Koyanagi M., Zwarich R. J., Goodman L.. J. Chem. Phys.[J], 1972, 56: 3044—3060 [10] Kiritani M., Yoshii T., Hirota N., Baba M.. J. Phys. Chem.[J], 1994, 98(44): 11265—11268 [11] Villa E., Amirav A., Chen W., Lim E. C.. Chem. Phys. Lett.[J], 1988, 147(21): 43—48 [12] Sneh O., Cheshnovsky O.. J. Phys. Chem.[J], 1991, 95(19): 7154—7164 [13] Ohmori N., Suzuki T., Ito M.. J. Phys. Chem.[J], 1988, 92(5): 1086—1093 [14] Fang W. H., Phillips D. L.. ChemPhysChem[J], 2002, 3(10): 889—892 [15] Wang Y. W., He H. Y., Fang W. H.. J. Mol. Struct.(Theochem.)[J], 2003, 634: 281—287 [16] DING Wan-Jian(丁万见), FANG Wei-Hai(方维海). Progress in Chemistry(化学进展)[J], 2007, 19(10): 1449—1459 [17] Srinivasan R., Feenstra J. S., Park S. T., Xu S. J., Zewail A. H.. Science[J], 2005, 307(5709): 558—563 [18] Feenstra J. S., Park S. T., Zewail A. H.. J. Chem. Phys.[J], 2005, 123(22): 221104-1—221104-6 [19] Park S. T., Feenstra J. S., Zewail A. H.. J. Chem. Phys.[J], 2006, 124(17): 174707-1—174707-23 [20] Ma Y., Pei K., Zheng X., Li H.. Chem. Phys. Lett.[J], 2007, 449: 107—114 [21] LI Shao-Peng(李少鹏), WU Guang-Ming(吴光明), ZHENG Xu-Ming(郑旭明). Chem. J. Chinese Universities(高等学校化学学报)[J], 2004, 25(8): 1495—1498 [22] Myer A. B., Li B., Ci X. J.. Chem. Phys.[J], 1988, 89(4): 1876—1986 [23] JIA Xiu-Juan(贾秀娟), PAN Xiu-Mei(潘秀梅), WANG Li-Wei(王莉伟), LIU Ying(刘颖), SUN Hao(孙昊), SU Zhong-Min(苏忠民), WANG Rong-Shun(王荣顺). Chem. J. Chinese Universities(高等学校化学学报)[J], 2008, 29(6):1224—1227 [24] ZHENG Tian-Long(郑天龙), LI An-Yong(黎安勇). Chem. J. Chinese Universities(高等学校化学学报)[J], 2009, 30(10): 2059—2064 [25] Frisch M. J., Trucks G. W., Schlegel H. B., Scuseria G. E., Robb M. A., Cheeseman J. R., Montgomery J. A., Vreven T., Kudin K. N., Burant J. C., Millam J. M., Iyengar S. S., Tomasi J., Barone V., Mennucci B., Cossi M., Scalmani G., Rega N., Petersson G. A., Nakatsuji H., Hada M., Ehara M., Toyota K., Fukuda R., Hasegawa J., Ishida M., Nakajima T., Honda Y., Kitao O., Nakai H., Klene M., Li X., Knox J. E., Hratchian H. P., Cross J. B., Adamo C., Jaramillo J., Gomperts R., Stratmann R. E., Yazyev O., Austin A. J., Cammi R., Pomelli C., Ochterski J. W., Ayala P. Y., Morokuma K., Voth G. A., Salvador P., Dannenberg J. J., Zakrzewski V. G., Dapprich S., Daniels A. D., Strain M. C., Farkas O., Malick D. K., Rabuck A. D., Raghavachari K., Foresman J. B., Ortiz J. V., Cui Q., Baboul A. G., Clifford S., Cioslowski J., Stefanov B. B., Liu G., Liashenko A., Piskorz P., Komaromi I., Martin R. L., Fox D. J., Keith T., Al-Laham M. A., Peng C. Y., Nanayakkara A., Challacombe M., Gill P. M. W., Johnson B., Chen W., Wong M. W., Gonzalez C., Pople J. A.. Gaussian 03, Revision B.02, Pittsburgh PA: Gaussian Inc., 2003 [26] Ribeiro da Silva M. A.V., Santos A. F. L. O. M.. J. Phys. Chem. B.[J], 2010, 114(8): 2846-2851 [27] Rauhut G., Pulay P.. J. Phys. Chem.[J], 1995, 99(10): 3093—3100 [28] Santoro F., Barone V., Gustavsson T., Improta R.. J. Am. Chem. Soc.[J], 2006, 128(50): 16312—16322

2-乙酰基-1-甲基吡咯激发态结构动力学及溶剂效应的共振拉曼光谱和密度泛函理论计算

Resonance Raman Spectroscopic and Density Functional Theory Investigations of Excited State Structural Dynamics of 2-Acetyl-1-methylpyrrole(2-Ac-NMP) and Its Solvent Effect

PDF (PC)

可视化

被引次数

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	李庆, 易平贵, 陶洪文, 李洋洋, 张志于, 彭文宇, 李玉茹. 溶剂效应和取代基效应对2-(2-氨基苯基)苯并噻唑光谱性质及激发态分子内质子转移的影响[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(7): 1425.
[2]	李逊, 薛玉瑞, 宋宇, 张文科. 硫醚-金配位相互作用的单分子力谱研究[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(12): 2774.
[3]	王云明, 常沛杨, 顾芳, 王海军. 自缩合乙烯基聚合体系中的环化效应[J]. 高等学校化学学报, 2017, 38(4): 660.
[4]	高丽娟, 王莉, 王圣燕, 井淑波. 溶剂对镍(Ⅱ)金属有机骨架结构的影响[J]. 高等学校化学学报, 2016, 37(9): 1589.
[5]	王潇, 杨新国, 沈启立. 含密胺基团新型酰胺类凝胶因子的合成、性能及Hansen溶度参数对凝胶行为的预估[J]. 高等学校化学学报, 2016, 37(11): 2068.
[6]	常沛杨, 王云明, 顾芳, 王海军. AB_g型超支化聚合反应中的环化效应[J]. 高等学校化学学报, 2015, 36(8): 1627.
[7]	欧阳冰, 薛佳丹, 郑旭明. γ-巴豆酰内酯激发态动力学的共振拉曼光谱和完全活性空间自洽场(CASSCF)计算研究[J]. 高等学校化学学报, 2015, 36(10): 1995.
[8]	田月兰, 巴信武. A_f+AB星型聚合体系的统计热力学[J]. 高等学校化学学报, 2013, 34(9): 2158.
[9]	杨铧, 齐齐, 王彬彬, 钱鹰. 1,2,4,5-四{4-[N,N-二(4-碘苯基)氨基]苯乙烯基}苯的聚集诱导发光增强及电存储性质[J]. 高等学校化学学报, 2013, 34(8): 1880.
[10]	夏坚, 李江波. 苯并噁嗪酮衍生物对HIV-1逆转录酶抑制活性的QSAR研究极化连续介质模型(PCM)法的应用[J]. 高等学校化学学报, 2012, 33(08): 1794.
[11]	陈文娴吴耿煌庄桂林孔祥建龙腊生黄荣彬郑兰荪. 溶剂对呋喃二羧酸与Mn(Ⅱ)自组装的结构调控[J]. 高等学校化学学报, 2011, 32(3): 519.
[12]	赵环宇金钊孙福兴朱广山. 溶剂效应对金属有机骨架化合物结构的影响[J]. 高等学校化学学报, 2011, 32(3): 590.
[13]	卢伟, 钱鹰. Y型三苯胺生色分子的二阶极化率[J]. 高等学校化学学报, 2011, 32(12): 2787.
[14]	于观平马翼刘鹏飞闫涛李正名. 杀螟丹中间体与异构体互变[JZ]异构理论研究[J]. 高等学校化学学报, 2011, 32(11): 2539.
[15]	袁彦杰, 何荣幸, 王辉, 李明. 2-(2′-羟苯基)苯并噁唑氨基衍生物电子结构和光谱性质的理论研究[J]. 高等学校化学学报, 2009, 30(5): 992.