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不同电子取代基卟啉化合物的光谱和DFT研究
  • ISSN号:1000-0593
  • 期刊名称:光谱学与光谱分析
  • 时间:0
  • 页码:-
  • 分类:O613.7[理学—无机化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]阜阳师范学院化学化工学院,安徽 阜阳236037
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(21201037),安徽省自然科学基金项目(1408085QB39),安徽省高校省级自然科学研究项目(KJ20138202,KJ2011A210)和安徽省高等学校质量工程项目(2012jyxm339,2013jyxm140)资助
  • 相关项目:咔唑-噻吩基D-π-A卟啉敏化剂的设计、合成及其在染料敏化太阳能电池中的应用
中文摘要:

采用实验与密度泛函理论计算(DFT )相结合,研究了不同电子取代基修饰的5-邻羟基苯基-10,15,20-三苯基卟啉(TPPOH)和5-邻羟基苯基-10,15,20-三(对甲氧基)苯基卟啉[(p-OCH3)TPPOH]化合物的吸收光谱及其电化学性质。结果表明,相对于 T PPO H ,由于对位甲氧基(-OC H3)给电子能力强致使( p-OCH3)TPPOH的卟啉环电子云密度增加,从而引起吸收光谱红移(3 nm)、氧化还原电位发生明显的负移,最高占据分子轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)能级差降低0.06 eV。DFT 理论分析分子前线轨道电子分布结果显示(p-OCH3)TPPOH的 HOMO和LUMO轨道能量均增加,而能级差却比 TPPOH 能级差小0.05 eV。理论结果与电化学和光谱实验结论一致,并进一步阐明了光谱和电化学性质变化机理,为揭示不同取代基卟啉化合物的设计与应用提供重要依据。

英文摘要:

UV-Vis absorption spectra and electrochemical properties of 5-(o-hydroxyphenyl)-10 ,15 ,20-tri-(p-phenyl)porphyrin (TPPOH) and 5-(o-hydroxyphenyl)-10 ,15 ,20-tri-(p-methoxyphenyl)porphyrin [(p-OCH3 )TPPOH] with different electron groups were investigated by experiments and density functional theory (DFT ) .Due to the introduction of para-methoxyl group (-OCH3 ) ,obvious red shift of 3 nm in the maximum absorbance of the UV-Vis spectra ,negative shift in redox potential of (p-OCH3 )TPPOH ,and the decrease (0 .06 eV) in the energy gap (DE) of the frontier highest occupied molecular orbital (HO-MO) and the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) (of (p-OCH3 )TPPOH occurred as compared to those of TPPOH . The results are due to that electron donating groups of -OCH3 increase the electron density of porphyrin ring in (p-OCH3 )TP-POH .Electron distributions of the frontier orbital calculated by DFT showed that the increase in the energy levels of HOMO and LUMO ,while the decrease of 0 .05 eV in the energy gap .The agreement between experimental result and theoretical value and the further illustration of the mechanism for the spectral change and electrochemical properties provide important bases for the design and application of the porphyrin derivatives with different electron groups .

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期刊信息
  • 《光谱学与光谱分析》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国光学学会
  • 主编:高松
  • 地址:北京海淀区魏公村学院南路76号
  • 邮编:100081
  • 邮箱:chngpxygpfx@vip.sina.com
  • 电话:010-62181070
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0593
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2200/O4
  • 邮发代号:82-68
  • 获奖情况:
  • 1992年北京出版局编辑质量奖,1996年中国科协优秀科技期刊奖,1997-2000获中国科协择优支持基础性高科技学术期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国生物医学检索系统,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:40642