不同环境对二苯甲酮单重态和三重态结构及性质的影响
二面角,极性,1方法,2结果,3讨论
李慧丹,徐佳禛,牟永晓,王朝杰(温州医科大学 药学院,浙江 温州 325035)
不同环境对二苯甲酮单重态和三重态结构及性质的影响
李慧丹,徐佳禛,牟永晓,王朝杰
(温州医科大学 药学院,浙江 温州 325035)
目的:分析二苯甲酮(BP)单重态和三重态在气相和溶剂相(环己烷、氯仿、乙醚、乙醇)中的结构和谱学性质变化。方法:采用密度泛函理论和含时密度泛函方法在CAM-B3LYP/6-311++G(d,p)基组水平下计算分析BP的几何结构、紫外吸收光谱和红外光谱,并运用极化连续介质模型考察溶剂效应。结果:BP的单重态和三重态都是非平面对称分子;单重态紫外吸收峰有2个,其中最大吸收波长λmax随溶剂极性的增大而红移;三重态吸收峰比单重态多一个,吸收强度减小。红外光谱中单重态的νC=O随着溶剂极性的增大向低波数方向移动;三重态中νC=O消失,出现一个νC-O和νC-C的混合振动峰以及C-H弯曲振动峰。结论:随着溶剂极性的增大,单重态λmax和νC=O红移,三重态紫外吸收峰均发生不同程度的红移,但三重态的几何构型及红外振动峰变化不明显。
二苯甲酮;密度泛函理论;紫外吸收光谱;红外光谱
二苯甲酮类(benzophenone series,BPs)是防晒剂中最常见的一类化合物。它是一种光引发剂,也是一种接触过敏源。它具有较好的光稳定性和高转换效率,因此广泛应用于个人护理产品,例如护肤品、彩妆、化妆工具等[1],同时也是医药、香料、有机颜料和杀虫剂的中间体[2]。
二苯甲酮(benzophenone,BP)实验研究主要涉及BP结构化合物的合成和性能研究[3-4]、合成工艺的优化[5]及物理化学性质研究。BP晶型主要有两种,稳定型α和不稳定型β,其红外吸收不同,会随温度的升高而变化[6]。国内外研究者对BP的结构和性质开展了大量的研究。BEZRODNAYA等[7]通过从头算法计算BP不同构象的振动和电子光谱,发现扭转构象比平面稳定,且溶剂极性越大,扭转构象就越稳定,其中单个苯环的扭转方式最佳[8],即BP是一个非平面分子。KHEMIRI等[9]通过从头算和密度泛函方法进一步计算中性BP的几何参数、电离能及电子态,结果表明BP是一个C2对称、非平面的刚性分子。此外,SPIGHI等[10]和TRIVEDI等[11]还探讨了BP的动力学过程和吸收峰的归属。
本研究通过比较不同溶剂中BP单重态和三重态的几何参数、紫外吸收光谱以及红外光谱,探讨溶剂对BP的影响。BP的结构见图1。
1 方法 ......
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