间甲基苯甲醚分子旋转异构体的质量分辨阈值电离光谱

秦晨 曾圣渊 张冰 曾文碧

引用本文: 秦晨, 曾圣渊, 张冰, 曾文碧. 间甲基苯甲醚分子旋转异构体的质量分辨阈值电离光谱[J]. 物理化学学报, 2014, 30(8): 1416-1425. doi: 10.3866/PKU.WHXB201405232 shu
Citation:  QIN Chen, TZENG Sheng-Yuan, ZHANG Bing, TZENG Wen-Bih. Rotamers of m-Methylanisole Studied by Mass-Analyzed Threshold Ionization Spectroscopy[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2014, 30(8): 1416-1425. doi: 10.3866/PKU.WHXB201405232 shu

间甲基苯甲醚分子旋转异构体的质量分辨阈值电离光谱

摘要:

间甲基苯甲醚分子有顺式和反式两个转动异构体. 利用单光共振双光子电离技术和质量分辨阈值电离技术,研究了间甲基苯甲醚分子顺反异构体的基态到第一电子激发态(S1S0)的跃迁和阈值电离. 得到顺式、反式间甲基苯甲醚分子S1态的激发能(E1)分别为(36049±2)和(36117±2)cm-1,绝热电离能(Ip)分别为(64859±5)和(65110±5)cm-1. 结合从头算法和密度泛函理论的量子化学计算,解释了顺式、反式间甲基苯甲醚分子E1Ip存在差异的原因,并且对S1态和离子基态D0态出现的谱峰进行了标识. 间甲基苯甲醚分子顺反异构体在S1态和D0态的活性振动主要是甲基转动、面内环的运动和与取代基相关的弯曲振动. 间甲基苯甲醚分子的S1态振动光谱、D0态离子光谱以及理论计算均表明这两个转动异构体在D0态的几何构型与S1态的中性几何构型相比有较大改变,取代基与取代基、取代基与苯环间的相互作用强度高低次序为:S0<S1<D0.

English

    1. [1]

      (1) Dian, B. C.; Longarte, A.;Winter, P. R.; Zwier, T. S. J. Chem. Phys. 2004, 120, 133. doi: 10.1063/1.1626540

      (1) Dian, B. C.; Longarte, A.;Winter, P. R.; Zwier, T. S. J. Chem. Phys. 2004, 120, 133. doi: 10.1063/1.1626540

    2. [2]

      (2) Pan, C. P.; Barkley, M. D. Biophys. J. 2004, 86, 3828. doi: 10.1529/biophysj.103.038901(2) Pan, C. P.; Barkley, M. D. Biophys. J. 2004, 86, 3828. doi: 10.1529/biophysj.103.038901

    3. [3]

      (3) Oikawa, A.; Abe, H.; Mikami, N.; Ito, M. Chem. Phys. Lett. 1985, 116, 50. doi: 10.1016/0009-2614(85)80123-8(3) Oikawa, A.; Abe, H.; Mikami, N.; Ito, M. Chem. Phys. Lett. 1985, 116, 50. doi: 10.1016/0009-2614(85)80123-8

    4. [4]

      (4) McMurry, J. Organic Chemistry, 7th ed.; Brooke/Cole Publishing Company: Belmont, California, 2007.(4) McMurry, J. Organic Chemistry, 7th ed.; Brooke/Cole Publishing Company: Belmont, California, 2007.

    5. [5]

      (5) Breen, P. J.; Bernstein, E. R.; Secor, H. V.; Seeman, J. I. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 1958. doi: 10.1021/ja00188a002(5) Breen, P. J.; Bernstein, E. R.; Secor, H. V.; Seeman, J. I. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 1958. doi: 10.1021/ja00188a002

    6. [6]

      (6) Ichimura, T.; Suzuki, T. J. Photochem. Photobiol. C: Photochem. Rev. 2000, 1, 79. doi: 10.1016/S1389-5567(00)00006-X(6) Ichimura, T.; Suzuki, T. J. Photochem. Photobiol. C: Photochem. Rev. 2000, 1, 79. doi: 10.1016/S1389-5567(00)00006-X

    7. [7]

      (7) Kojima, H.; Miyake, K.; Sakeda, K.; Suzuki, T.; Ichimura, T.; Tanaka, N.; Negishi, D.; Takayanagi, M.; Hanazaki, I. J. Mol. Struct. 2003, 655, 185. doi: 10.1016/S0022-2860(03)00258-8(7) Kojima, H.; Miyake, K.; Sakeda, K.; Suzuki, T.; Ichimura, T.; Tanaka, N.; Negishi, D.; Takayanagi, M.; Hanazaki, I. J. Mol. Struct. 2003, 655, 185. doi: 10.1016/S0022-2860(03)00258-8

    8. [8]

      (8) Alvarez-Valtierra, L.; Yi, J. T.; Pratt, D.W. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 19914. doi: 10.1021/jp062050h(8) Alvarez-Valtierra, L.; Yi, J. T.; Pratt, D.W. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 19914. doi: 10.1021/jp062050h

    9. [9]

      (9) Kinoshita, S.; Kojima, H.; Suzuki, T.; Ichimura, T.; Yoshida, K.; Sakai, M.; Fujii, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2001, 3, 4889. doi: 10.1039/b105719g(9) Kinoshita, S.; Kojima, H.; Suzuki, T.; Ichimura, T.; Yoshida, K.; Sakai, M.; Fujii, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2001, 3, 4889. doi: 10.1039/b105719g

    10. [10]

      (10) Pradhan, M.; Li, C.; Lin, J. L.; Tzeng,W. B. Chem. Phys. Lett. 2005, 407, 100. doi: 10.1016/j.cplett.2005.03.068(10) Pradhan, M.; Li, C.; Lin, J. L.; Tzeng,W. B. Chem. Phys. Lett. 2005, 407, 100. doi: 10.1016/j.cplett.2005.03.068

    11. [11]

      (11) Lu, K. T.; Eiden, G. C.;Weisshaar, J. C. J. Phys. Chem. 1992, 96, 9742. doi: 10.1021/j100203a032(11) Lu, K. T.; Eiden, G. C.;Weisshaar, J. C. J. Phys. Chem. 1992, 96, 9742. doi: 10.1021/j100203a032

    12. [12]

      (12) Shiung, K. S.; Yu, D.; Huang, H. C.; Tzeng,W. B. J. Mol. Spectrosc. 2012, 274, 43. doi: 10.1016/j.jms.2012.04.004(12) Shiung, K. S.; Yu, D.; Huang, H. C.; Tzeng,W. B. J. Mol. Spectrosc. 2012, 274, 43. doi: 10.1016/j.jms.2012.04.004

    13. [13]

      (13) Ullrich, S.; Geppert,W. D.; Dessent, C. E. H.; Müller-Dethlefs, K. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 11864.(13) Ullrich, S.; Geppert,W. D.; Dessent, C. E. H.; Müller-Dethlefs, K. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 11864.

    14. [14]

      (14) Yang, S. C.; Huang, S.W.; Tzeng,W. B. J. Phys. Chem. A 2010, 114, 11144. doi: 10.1021/jp1026652(14) Yang, S. C.; Huang, S.W.; Tzeng,W. B. J. Phys. Chem. A 2010, 114, 11144. doi: 10.1021/jp1026652

    15. [15]

      (15) Lin, J. L.; Huang, C. J.; Lin, C. H.; Tzeng,W. B. J. Mol. Spectrosc. 2007, 244, 1. doi: 10.1016/j.jms.2007.05.001(15) Lin, J. L.; Huang, C. J.; Lin, C. H.; Tzeng,W. B. J. Mol. Spectrosc. 2007, 244, 1. doi: 10.1016/j.jms.2007.05.001

    16. [16]

      (16) Zhang, S.; Tang, B. F.;Wang, Y. M.; Zhang, B. Chem. Phys. Lett. 2004, 397, 495. doi: 10.1016/j.cplett.2004.09.025(16) Zhang, S.; Tang, B. F.;Wang, Y. M.; Zhang, B. Chem. Phys. Lett. 2004, 397, 495. doi: 10.1016/j.cplett.2004.09.025

    17. [17]

      (17) Held, A.; Selzle, H. L.; Schlag, E.W. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 9625.(17) Held, A.; Selzle, H. L.; Schlag, E.W. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 9625.

    18. [18]

      (18) Lin, J. L.; Lin, K. C.; Tzeng,W. B. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 6462. doi: 10.1021/jp0204713(18) Lin, J. L.; Lin, K. C.; Tzeng,W. B. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 6462. doi: 10.1021/jp0204713

    19. [19]

      (19) Okuyama, K.; Mikami, N.; Ito, M. Laser Chem. 1987, 7, 197. doi: 10.1155/LC.7.197(19) Okuyama, K.; Mikami, N.; Ito, M. Laser Chem. 1987, 7, 197. doi: 10.1155/LC.7.197

    20. [20]

      (20) Huang, J.; Huang, K.; Liu, S.; Luo, Q.; Tzeng,W. B. J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 2007, 188, 252. doi: 10.1016/j.jphotochem.2006.12.016(20) Huang, J.; Huang, K.; Liu, S.; Luo, Q.; Tzeng,W. B. J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 2007, 188, 252. doi: 10.1016/j.jphotochem.2006.12.016

    21. [21]

      (21) Huang, J.; Lin, J. L.; Tzeng,W. B. Spectrochim. Acta A 2007, 67, 989. doi: 10.1016/j.saa.2006.09.018(21) Huang, J.; Lin, J. L.; Tzeng,W. B. Spectrochim. Acta A 2007, 67, 989. doi: 10.1016/j.saa.2006.09.018

    22. [22]

      (22) Tzeng,W. B.; Lin, J. L. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 8612.(22) Tzeng,W. B.; Lin, J. L. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 8612.

    23. [23]

      (23) Sinclair,W. E.; Pratt, D.W. J. Chem. Phys. 1996, 105, 7942. doi: 10.1063/1.472710(23) Sinclair,W. E.; Pratt, D.W. J. Chem. Phys. 1996, 105, 7942. doi: 10.1063/1.472710

    24. [24]

      (24) Chupka,W. A. J. Chem. Phys. 1993, 98, 4520. doi: 10.1063/1.465011(24) Chupka,W. A. J. Chem. Phys. 1993, 98, 4520. doi: 10.1063/1.465011

    25. [25]

      (25) Schlag, E.W. ZEKE Spectroscopy; Cambridge University Press: Cambridge, 1998; pp 40-41.(25) Schlag, E.W. ZEKE Spectroscopy; Cambridge University Press: Cambridge, 1998; pp 40-41.

    26. [26]

      (26) Zhang, B.; Li, C.; Su, H.; Lin, J. L.; Tzeng,W. B. Chem. Phys. Lett. 2004, 390, 65. doi: 10.1016/j.cplett.2004.04.013(26) Zhang, B.; Li, C.; Su, H.; Lin, J. L.; Tzeng,W. B. Chem. Phys. Lett. 2004, 390, 65. doi: 10.1016/j.cplett.2004.04.013

    27. [27]

      (27) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al. Gaussian 09, Revision A.02; Gaussian Inc.:Wallingford, CT, 2009.(27) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al. Gaussian 09, Revision A.02; Gaussian Inc.:Wallingford, CT, 2009.

    28. [28]

      (28) Varsanyi, G. Assignments of Vibrational Spectra of Seven Hundred Benzene Derivatives;Wiley: New York, 1974; pp 185, 201.(28) Varsanyi, G. Assignments of Vibrational Spectra of Seven Hundred Benzene Derivatives;Wiley: New York, 1974; pp 185, 201.

    29. [29]

      (29) Varsanyi G.; Szoke, S. Vibrational Spectra of Benzene Derivatives; Academic Press: New York, London, 1969.(29) Varsanyi G.; Szoke, S. Vibrational Spectra of Benzene Derivatives; Academic Press: New York, London, 1969.

    30. [30]

      (30) Wilson, E. B. Phys. Rev. 1934, 45, 706. doi: 10.1103/PhysRev.45.706(30) Wilson, E. B. Phys. Rev. 1934, 45, 706. doi: 10.1103/PhysRev.45.706

    31. [31]

      (31) Huang, H. C.; Shiung, K. S.; Jin, B. Y.; Tzeng,W. B. Chem. Phys. 2013, 425, 114. doi: 10.1016/j.chemphys.2013.08.013(31) Huang, H. C.; Shiung, K. S.; Jin, B. Y.; Tzeng,W. B. Chem. Phys. 2013, 425, 114. doi: 10.1016/j.chemphys.2013.08.013

    32. [32]

      (32) Lin, J. L.; Li, Y. C.; Tzeng,W. B. Chem. Phys. 2007, 334, 189. doi: 10.1016/j.chemphys.2007.03.002(32) Lin, J. L.; Li, Y. C.; Tzeng,W. B. Chem. Phys. 2007, 334, 189. doi: 10.1016/j.chemphys.2007.03.002

    33. [33]

      (33) Yosida, K.; Suzuki, K.; Ishiuchi, S.; Sakai, M.; Fujii, M.; Dessent, C. E. H.; Müller-Dethlefs, K. Phys. Chem. Chem. Phys. 2002, 4, 2534. doi: 10.1039/b201107g(33) Yosida, K.; Suzuki, K.; Ishiuchi, S.; Sakai, M.; Fujii, M.; Dessent, C. E. H.; Müller-Dethlefs, K. Phys. Chem. Chem. Phys. 2002, 4, 2534. doi: 10.1039/b201107g

    34. [34]

      (34) Shinozaki, M.; Sakai, M.; Yamaguchi, S.; Fujioka, T.; Fujii, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2003, 5, 5044. doi: 10.1039/b309461h(34) Shinozaki, M.; Sakai, M.; Yamaguchi, S.; Fujioka, T.; Fujii, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2003, 5, 5044. doi: 10.1039/b309461h

    35. [35]

      (35) Xie, Y.; Su, H.; Tzeng,W. B. Chem. Phys. Lett. 2004, 394, 182. doi: 10.1016/j.cplett.2004.07.005(35) Xie, Y.; Su, H.; Tzeng,W. B. Chem. Phys. Lett. 2004, 394, 182. doi: 10.1016/j.cplett.2004.07.005

    36. [36]

      (36) Xu, Y.; Tzeng, S. Y.; Tzeng,W. B. Spectrochim. Acta A 2013, 102, 365. doi: 10.1016/j.saa.2012.10.020(36) Xu, Y.; Tzeng, S. Y.; Tzeng,W. B. Spectrochim. Acta A 2013, 102, 365. doi: 10.1016/j.saa.2012.10.020

    37. [37]

      (37) Tsai, C. Y.; Tzeng,W. B. J. Photochem. Photobiol. A 2013, 270, 53. doi: 10.1016/j.jphotochem.2013.07.014

      (37) Tsai, C. Y.; Tzeng,W. B. J. Photochem. Photobiol. A 2013, 270, 53. doi: 10.1016/j.jphotochem.2013.07.014

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  488
  • 文章访问数:  649
  • HTML全文浏览量:  4
文章相关
  • 发布日期:  2014-07-18
  • 收稿日期:  2014-04-23
  • 网络出版日期:  2014-05-23
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