N-甲基吡咯-2-甲醛激发态结构动力学及其溶剂效应的共振拉曼光谱和密度泛函理论研究

许宗平 赵彦英 王惠钢 郑旭明

引用本文: 许宗平, 赵彦英, 王惠钢, 郑旭明. N-甲基吡咯-2-甲醛激发态结构动力学及其溶剂效应的共振拉曼光谱和密度泛函理论研究[J]. 物理化学学报, 2012, 28(01): 65-72. doi: 10.3866/PKU.WHXB20122865 shu
Citation:  XU Zong-Ping, ZHAO Yan-Ying, WANG Hui-Gang, ZHENG Xu-Ming. Resonance Raman Spectroscopy and Density Functional Theory Investigations on the Excited State Structural Dynamics of N-Methylpyrrole-2-carboxaldehyde and Its Solvent Effect[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2012, 28(01): 65-72. doi: 10.3866/PKU.WHXB20122865 shu

N-甲基吡咯-2-甲醛激发态结构动力学及其溶剂效应的共振拉曼光谱和密度泛函理论研究

  • 基金项目:

    国家重点基础研究发展规划(2007CB815203) (2007CB815203)

    国家自然科学基金(21033002, 20803066) (21033002, 20803066)

    浙江省自然科学基金(Y4090161)资助项目 (Y4090161)

摘要: 获取了覆盖N-甲基吡咯-2-甲醛(NMPCA)A-带和B-带电子吸收共7 个激发波长的共振拉曼光谱, 并结合含时密度泛函理论(TD-DFT)方法研究了的A-带和B-带电子激发和Franck-Condon 区域结构动力学.TD-B3LYP/6-311++G(d,p)计算表明: A-带和B-带电子吸收的跃迁主体为ππ*. 共振拉曼光谱可以指认为,11-13 振动模式(A-带激发)或者7-11 振动模式(B-带激发)的基频、倍频和组合频, 其中C=O伸缩振动(ν7)、环的变形振动+N1-C6伸缩振动(ν17)、环的变形振动(ν21)和C6-N1-C2/C2-C3-C4不对称伸缩振动(ν14)占据了绝大部分. 这表明NMPCA的Sπ激发态结构动力学主要沿C=O伸缩振动、环的变形振动和环上N1-C6伸缩振动等反应坐标展开. 在同一溶剂的共振拉曼光谱中随激发波长由长变短, ν7ν14的强度比呈现出由强变弱再变强的现象, 这种变化规律被认为与Franck-Condon 区域Sn/Sπ态混合或势能面交叉有关. 溶剂对Sn/Sπ态混合或势能面交叉具有调控作用.

English

    1. [1]

      (1) Wagner, P. J. Acc. Chem. Res. 1971, 4, 168.  (1) Wagner, P. J. Acc. Chem. Res. 1971, 4, 168.  

    2. [2]

      (2) Gilbert, A.; Bag tt, J. Essentials of Molecular Photochemistry; CRC Press: Boca Raton, FL, 1991.(2) Gilbert, A.; Bag tt, J. Essentials of Molecular Photochemistry; CRC Press: Boca Raton, FL, 1991.

    3. [3]

      (3) Horspool,W.; Armesto D. Organic Photochemistry-A Comprehensive Treatment; Ellis Horwood: New York, 1992.(3) Horspool,W.; Armesto D. Organic Photochemistry-A Comprehensive Treatment; Ellis Horwood: New York, 1992.

    4. [4]

      (4) Smolarek, J.; Zwarich, R.; odman, L. J. Mol. Spectrosc. 1972, 43, 416.  (4) Smolarek, J.; Zwarich, R.; odman, L. J. Mol. Spectrosc. 1972, 43, 416.  

    5. [5]

      (5) Abe, H.; Kamei, S.; Mikami, N.; Ito M. Chem. Phys. Lett. 1984, 109, 217.  (5) Abe, H.; Kamei, S.; Mikami, N.; Ito M. Chem. Phys. Lett. 1984, 109, 217.  

    6. [6]

      (6) Ohmori, N.; Suzuki, T.; Ito, M. J. Phys. Chem. 1988, 92, 1086.  (6) Ohmori, N.; Suzuki, T.; Ito, M. J. Phys. Chem. 1988, 92, 1086.  

    7. [7]

      (7) Robin, M. B.; Kuebler, N. A. J. Am. Chem. Soc. 1975, 97, 4822.(7) Robin, M. B.; Kuebler, N. A. J. Am. Chem. Soc. 1975, 97, 4822.

    8. [8]

      (8) Berger, M.; Steel, C. J. Am. Chem. Soc. 1975, 97, 4817.  (8) Berger, M.; Steel, C. J. Am. Chem. Soc. 1975, 97, 4817.  

    9. [9]

      (9) Zhao, H. Q.; Cheung, Y. S.; Liao, C. L.; Liao, C. X.; Ng, C. Y.; Li,W. K. J. Chem. Phys. 1997, 107, 7230.  (9) Zhao, H. Q.; Cheung, Y. S.; Liao, C. L.; Liao, C. X.; Ng, C. Y.; Li,W. K. J. Chem. Phys. 1997, 107, 7230.  

    10. [10]

      (10) Anand, S.; Zamari, M. M.; Menkir, G.; Levis, R. J.; Schlegel, H. B. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 3162.  (10) Anand, S.; Zamari, M. M.; Menkir, G.; Levis, R. J.; Schlegel, H. B. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 3162.  

    11. [11]

      (11) Hirata, Y.; Lim, E. C. J. Chem. Phys. 1980, 72, 5505.  (11) Hirata, Y.; Lim, E. C. J. Chem. Phys. 1980, 72, 5505.  

    12. [12]

      (12) Hirata, Y.; Lim, E. C. Chem. Phys. Lett. 1980, 71, 167.  (12) Hirata, Y.; Lim, E. C. Chem. Phys. Lett. 1980, 71, 167.  

    13. [13]

      (13) Koyanagi, M.; odman, L.; Chem. Phys. 1979, 39, 237.  (13) Koyanagi, M.; odman, L.; Chem. Phys. 1979, 39, 237.  

    14. [14]

      (14) Hayashi, H.; Nagakura, S. Mol. Phys. 1974, 27, 969.  (14) Hayashi, H.; Nagakura, S. Mol. Phys. 1974, 27, 969.  

    15. [15]

      (15) Koyanagi, M.; Zwarich, R. J.; odman, L. J. Chem. Phys. 1972, 56, 3044.  (15) Koyanagi, M.; Zwarich, R. J.; odman, L. J. Chem. Phys. 1972, 56, 3044.  

    16. [16]

      (16) Kiritani, M.; Yoshii, T.; Hirota, N.; Baba, M.; J. Phys. Chem. 1994, 98, 11265.  (16) Kiritani, M.; Yoshii, T.; Hirota, N.; Baba, M.; J. Phys. Chem. 1994, 98, 11265.  

    17. [17]

      (17) Villa, E.; Amirav, A.; Chen,W.; Lim, E. C. Chem. Phys. Lett. 1988, 147, 43.  (17) Villa, E.; Amirav, A.; Chen,W.; Lim, E. C. Chem. Phys. Lett. 1988, 147, 43.  

    18. [18]

      (18) Sneh, O.; Cheshnovsky, O. J. Phys. Chem. 1991, 95, 7154.  (18) Sneh, O.; Cheshnovsky, O. J. Phys. Chem. 1991, 95, 7154.  

    19. [19]

      (19) Fang,W. H.; Phillips, D. L. ChemPhysChem 2002, 3, 889.  (19) Fang,W. H.; Phillips, D. L. ChemPhysChem 2002, 3, 889.  

    20. [20]

      (20) Wang, Y.W.; He, H. Y.; Fang,W. H. J. Mol. Struct.- Theochem 2003, 634, 281.  (20) Wang, Y.W.; He, H. Y.; Fang,W. H. J. Mol. Struct.- Theochem 2003, 634, 281.  

    21. [21]

      (21) Ding,W. J.; Fang,W. H. Progress in Chemistry 2007, 19, 1449. [丁万见, 方维海. 化学进展, 2007, 19, 1449.](21) Ding,W. J.; Fang,W. H. Progress in Chemistry 2007, 19, 1449. [丁万见, 方维海. 化学进展, 2007, 19, 1449.]

    22. [22]

      (22) Srinivasan, R.; Feenstra, J. S.; Park, S. T.; Xu, S. J.; Zewail, A. H. Science 2005, 307, 558.  (22) Srinivasan, R.; Feenstra, J. S.; Park, S. T.; Xu, S. J.; Zewail, A. H. Science 2005, 307, 558.  

    23. [23]

      (23) Feenstra, J. S.; Park, S. T.; Zewail, A. H. J. Chem. Phys. 2005, 123, 221104.  (23) Feenstra, J. S.; Park, S. T.; Zewail, A. H. J. Chem. Phys. 2005, 123, 221104.  

    24. [24]

      (24) Park, S. T.; Feenstra, J. S.; Zewail, A. H. J. Chem. Phys. 2006, 124, 174707.  (24) Park, S. T.; Feenstra, J. S.; Zewail, A. H. J. Chem. Phys. 2006, 124, 174707.  

    25. [25]

      (25) Ma, Y.; Pei, K.; Zheng, X.; Li H. Chem. Phys. Lett. 2007, 449, 107.  (25) Ma, Y.; Pei, K.; Zheng, X.; Li H. Chem. Phys. Lett. 2007, 449, 107.  

    26. [26]

      (26) Li, S. P.;Wu, G. M.; Zheng, X. M. Chem. J. Chin. Univ. 2004, 25, 1495. [李少鹏, 吴光明, 郑旭明. 高等学校化学学报, 2004, 25, 1495.](26) Li, S. P.;Wu, G. M.; Zheng, X. M. Chem. J. Chin. Univ. 2004, 25, 1495. [李少鹏, 吴光明, 郑旭明. 高等学校化学学报, 2004, 25, 1495.]

    27. [27]

      (27) Myer, A. B.; Li, B.; Ci, X. J. Chem. Phys. 1988, 89, 1876.  (27) Myer, A. B.; Li, B.; Ci, X. J. Chem. Phys. 1988, 89, 1876.  

    28. [28]

      (28) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al . Gaussian 03, Revision B.02; Gaussian Inc.: Pittsburgh, PA, 2003.(28) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al . Gaussian 03, Revision B.02; Gaussian Inc.: Pittsburgh, PA, 2003.

    29. [29]

      (29) Rauhut, G.; Pulay, P. J. Phys. Chem. 1995, 99, 3093.  (29) Rauhut, G.; Pulay, P. J. Phys. Chem. 1995, 99, 3093.  

    30. [30]

      (30) Marian, C. M. J. Chem. Phys. 2005, 122, 104314.  (30) Marian, C. M. J. Chem. Phys. 2005, 122, 104314.  

    31. [31]

      (31) Galica, G. E.; Johnson, B. R.; Kinsey, J. L.; Hale, M. O. J. Phys. Chem. 1991, 95, 7994.  (31) Galica, G. E.; Johnson, B. R.; Kinsey, J. L.; Hale, M. O. J. Phys. Chem. 1991, 95, 7994.  

    32. [32]

      (32) Markel, F.; Myers, A. B. J. Chem. Phys. 1993, 98, 21.  (32) Markel, F.; Myers, A. B. J. Chem. Phys. 1993, 98, 21.  

    33. [33]

      (33) Phillips, D. L.; Myers, A. B. J. Chem. Phys. 1991, 95, 226.  (33) Phillips, D. L.; Myers, A. B. J. Chem. Phys. 1991, 95, 226.  

    34. [34]

      (34) Kwok,W. M.; Phillips, D. L. J. Chem. Phys. 1996, 104, 9816.  (34) Kwok,W. M.; Phillips, D. L. J. Chem. Phys. 1996, 104, 9816.  

    35. [35]

      (35) Zheng, X.; Phillips, D. L. Chem. Phys. Lett. 1998, 286, 79.  (35) Zheng, X.; Phillips, D. L. Chem. Phys. Lett. 1998, 286, 79.  

    36. [36]

      (36) Santoro, F.; Barone, V.; Gustavsson, T.; Improta, R. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 16312.  (36) Santoro, F.; Barone, V.; Gustavsson, T.; Improta, R. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 16312.  

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  822
  • 文章访问数:  2479
  • HTML全文浏览量:  15
文章相关
  • 发布日期:  2011-12-29
  • 收稿日期:  2011-08-30
  • 网络出版日期:  2011-11-07
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章