Theoritical Studies on the Photophysical Properties of 1，4-Dihydropyridine Derivatives

doi:10.7503/cjcu20250250

Abstract

Abstract:

Density functional theory（DFT） and time-dependent density functional theory（TD-DFT） methods at the M06-2X/def2-TZVP level were used to systematically reveal the regulatory mechanism of N-1 substituents on the photophysical properties and photocycloaddition reactions of ethyl 1，4-dihydropyridine-3，5-dicarboxylate derivatives（1a—1h）. The results demonstrate that the type of N-1 substituent significantly influences the molecular excitation characteristics. Electronic excitations are predominantly characterized by π→π^* transitions within the 1，4-dihydropyridine ring. The excited-state charge distribution is highly overlapping and localized in the C=C double bond region of the ring， exhibiting typical localized excitation features. This promotes a nearly planar molecular conformation in the excited state， accompanied by significant bond length changes at key reactive sites， both of which facilitate the occurrence of photocycloaddition reactions. This work establishes a systematic theoretical correlation between the photophysical properties and photocycloaddition reactivity of 1，4-dihydropyridine derivatives， providing important theoretical insights and innovative guidance for designing efficient photochemical eaction systems and constructing polycyclic frameworks.

Key words: 1, 4-Dihydropyridine derivatives, Photophysical property, Density functional theory, Photocycloaddition

CLC Number:

O641

TrendMD:

LI Haojing, GE Changwei, ZHONG Qidi, YAN Hong, SUN Guohui. Theoritical Studies on the Photophysical Properties of 1，4-Dihydropyridine Derivatives[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2026, 47(2): 20250250.

Figures/Tables 9

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Compound	E_HOMO/eV	E_LUMO/eV	ΔE_HOMO-LUMO/eV
1a	-7.1562	-1.0553	6.1009
1b	-7.2416	-1.1607	6.0809
1c	-7.1803	-1.1181	6.0622
1d	-7.1155	-1.0355	6.0799
1e	-7.1132	-1.0296	6.0836
1f	-7.2550	-1.0776	6.1774
1g	-7.2968	-0.9861	6.3107
1h	-7.0889	-1.0469	6.0420

Compound	E_HOMO/eV	E_LUMO/eV	ΔE_HOMO-LUMO/eV
1a	-7.1562	-1.0553	6.1009
1b	-7.2416	-1.1607	6.0809
1c	-7.1803	-1.1181	6.0622
1d	-7.1155	-1.0355	6.0799
1e	-7.1132	-1.0296	6.0836
1f	-7.2550	-1.0776	6.1774
1g	-7.2968	-0.9861	6.3107
1h	-7.0889	-1.0469	6.0420

Compound	Excitation index			Intrafragment rearrangement
Compound	Overlap ratio	D	t	Fragment 1	Fragment 2	Fragment 3
1a	0.66078	0.0595	-0.1065	0.00227	0.79881	0.00129
1b	0.65760	0.0649	-0.0950	0.00283	0.78474	0.00130
1c	0.65810	0.0620	-0.0945	0.00257	0.79052	0.00116
1d	0.66031	0.0577	-0.1051	0.00210	0.80076	0.00130
1e	0.66005	0.0586	-0.1015	0.00191	0.80507	0.00128
1f	0.68625	0.0157	-0.1215	0.00459	0.81850	0.00063
1g	0.69800	0.0054	-0.0982	0.00382	0.87821	0
1h	0.65878	0.0645	-0.1064	0.00224	0.78854	0.00153

Compound	Excitation index			Intrafragment rearrangement
Compound	Overlap ratio	D	t	Fragment 1	Fragment 2	Fragment 3
1a	0.66078	0.0595	-0.1065	0.00227	0.79881	0.00129
1b	0.65760	0.0649	-0.0950	0.00283	0.78474	0.00130
1c	0.65810	0.0620	-0.0945	0.00257	0.79052	0.00116
1d	0.66031	0.0577	-0.1051	0.00210	0.80076	0.00130
1e	0.66005	0.0586	-0.1015	0.00191	0.80507	0.00128
1f	0.68625	0.0157	-0.1215	0.00459	0.81850	0.00063
1g	0.69800	0.0054	-0.0982	0.00382	0.87821	0
1h	0.65878	0.0645	-0.1064	0.00224	0.78854	0.00153