水杨醛缩对乙酰基苯胺希夫碱的合成及其荧光性质的理论研究
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第３ ３ 卷， 第１ ２ 期
２ ０ １ ３年 １ ２月
光
谱
学
与
光
谱
分
析
Ｖ ｏ １ ． ３ ３ ， Ｎ ｏ ． １ ２ ， ｐ ｐ ３ ２ ５ ９ — ３ ２ ６ ２
Ｄｅ ｃ ｅ ｍｂ ｅ ｒ ，２ ０ １ ３
Ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｙ ａ ｎ ｄ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ａ ｌ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ
２ ．中国科学 院烟台海岸带研究所 ，山东 烟台
３ ．南京 师范大学化学与环境科 学学 院 ， 江苏 南京
摘
要
以水杨醛 和对乙酰基苯胺为原料 ， 首次采用绿 色环保 的室 温固相反 应方法 制备 了水 杨醛缩 对 乙酰
基苯胺希夫碱 ， 用元素分析 和核 磁共振氢谱对产物进行 了表征。测定 了产物 的紫外光谱 、荧光光谱和相对荧
用Ｔ Ｄ－ ＤＦ Ｔ方法计算 了标题分 子的紫外光谱 和荧光 光谱 ， 分 析了化合物的结构与荧光性质之间的关 系 ，发现光谱 的理 论 计 算值 和实验测量值符合的很好 ， 对通过分 子设计得 到预期 光谱的荧光物质有一定的指导意义。
光氧化剂 、生化分析 、防伪标记及 药物示 踪等领 域得 到广 泛
水杨 醛缩 对 乙酰 基苯 胺 希 夫碱 的合 成 及 其 荧光 性质 的理 论研 究
梁小 蕊 ， 王 刚 ， 江炎 兰 ，瞿成利 ， 王秀娟。 ， 赵 波。
１ ． 海军航空工程学 院基础部 ，山东 烟台 ２ ６ ４ ０ ０ １
２ ６ ４ ０ ０ ３ ２ １ ０ ０ ９ ７
引 言
随着 工业生产的发展 和科 学技 术的进步 ，荧 光物质 的应 用范 围越来 越广 ，除用作 染 料外 ，还 在涂 料 、光 学 增 白剂 、
分 子结 构与荧光性质之间的构效关系 ， 为寻 找新 的有荧光 性
质的化合物提供理论指导 ， 本 文利用 Ｇ ａ ｕ ｓ ｓ ｉ ａ ｎ ０ ３ Ｗ 程序 ，采
合成 了水杨醛缩 对乙酰基苯胺 希夫碱 ，并用 元素 分析 、核磁 共振等方法对其 结构进行 了表征 ［ ６ ］ 。用实验 方法测试 了该化
合物的紫外 吸收光谱 、荧 光发 射光谱 和相 对荧 光量 子效 率 ，
以水杨醛 、对 乙酰 基苯 胺为 原料 在室 温 ２ ５℃ 条 件下 ，
用 固相反应方法合成 了标题化合物 。反应方程式如下 ：
文 献 标 识 码 ：Ａ Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ４ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ — ０ ５ ９ ３ （ ２ ０ １ ３ ） １ ２ — ３ ２ ５ ９ － ０ ４
中 图 分 类 号 ：０ ６ ５ ７ ． ３ Ｏ６ ４ １ ． １ ２
结果表明这种化合物具有较强的荧光性质 。为研究化合 物的
光谱学与光谱分析
３ ２ ６ １
Ｄ Ｉ Ｄ ． ，比正常 的 ｃ 一 ０单键 长 ０ ． １ ４ ３ ０ ａ ｗ ｌ 短； 总 的来说分子 中 双键变 长 ， 单键变 短 ，这说 明分子 形成 了较 大 的共 轭体 系 。 从键 角上看 ， 基 态和激发态各键角 变化不 大 。 从 二面 角上来
并在此基础上用 Ｔ Ｄ－ ＤＦ Ｆ ／ ／ Ｂ ３ Ｌ Ｙ Ｐ ／ ６ — ３ １ Ｇ方法计 算 了这种化合 物的荧光发射光谱 。将理论计算 的光谱性质
与实验的光谱数据相 比较发现二者吻合较好 。分析 探讨 了化合 物分子 的结构与其 荧光性 质之 间的关 系，为 进一步寻找具有荧 光性 质的化合物提供 了理论 指导 。 关键词 水杨醛缩 对乙酰基苯胺 ； ＤＦ Ｔ； Ｔ Ｄ－ ＤＦ Ｔ 荧光光谱 ；荧光量子效率
应用【 １ ］ ，因而引起 了科 学家 的关 注。
苯 甲醛缩 苯电荷 转移型化合 物 ， 此 类希 夫碱衍 生物 可 能具有较强 的荧 光性 质 。 本 文采用绿色环保 的室温 固相方法
１ 实验部分
１ ． １ 标题化合物的室温 固相合成及表征
看： 基 态 时 ，除 了 Ｄ（ １ ３ ，１ ５ ，１ ６ ，１ ７ ） 一３ ９ ． １ ４ 。 和 Ｄ（ １ ３ ，１ ５ ，
部分 ， 二者间的二面角为 ３ ９ ． １ ４ 。 ， 分子 的这 一结构特 点能够
ＯＨ
Ｈ
一
唧
Ｈ，
收稿 日期 ：２ ０ １ ３ — ０ ４ — ０ １ 。 修 订 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ６ — ２ ５ 基金项 目：国家 自然科学基金项 目（ ４ １ ０ ０ ６ ０ ２ ２ ） ，中国科学 院知识创新工程重要方 向项 目（ ｋ ｚ ｃ ｘ ２ 一 ｙ ｗ－ ２ ２ ５ ） 资助
作者简介 ： 梁小蕊 ，１ ９ ７ ９ 年生 ， 海军航空工程学院讲师
＊通讯联 系人 ｅ － ｍａ ｉ ｌ ： ｇ ｗａ ｎ ｇ ＠ｙ ｉ ｃ ． ａ ｃ ． ｃ ｒ ｌ
ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ： ｘ ｉ ａ ｏ ｒ ｕ ｉ ｌ ｉ ａ ｎ ｇ ｌ ２ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍｎ
第１ ２ 期
光量子效率 ，发现该化合物具有较 强的荧光性质 。 利用 密度泛函理论 （ ｄ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｙ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｙ ，Ｄ Ｆ Ｔ） 方法，
在Ｂ ３ Ｌ ＹＰ ／ ６ — ３ １ １ Ｇ基组水 平上优化 了该化合物 的基 态分子构型 。 采 用相 同的方法 和基组计算 了标题 化合物 的振动频率 ，频率数据 中没有虚频 ，即该优化 构型是 稳定的 分析理论计算结果发 现 ： 标题分 子具 有较强 的 芳香性和较大共轭体 系。在基态优化 结构的基础 上应用含 时密度 泛 函理 论 （ ＴＤ－ Ｄ Ｆ Ｔ） ， 在 Ｂ ３ Ｌ ＹＰ ／ ６ — ３ １ Ｇ水 平上计算并研究 了此化 合物的吸收光谱 。用单激发组态 相互作用 （ Ｃ Ｉ Ｓ ） 方法优化 了标题 分子 的激 发态构 型 ，
２ ０ １ ３年 １ ２月
光
谱
学
与
光
谱
分
析
Ｖ ｏ １ ． ３ ３ ， Ｎ ｏ ． １ ２ ， ｐ ｐ ３ ２ ５ ９ — ３ ２ ６ ２
Ｄｅ ｃ ｅ ｍｂ ｅ ｒ ，２ ０ １ ３
Ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｙ ａ ｎ ｄ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ａ ｌ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ
２ ．中国科学 院烟台海岸带研究所 ，山东 烟台
３ ．南京 师范大学化学与环境科 学学 院 ， 江苏 南京
摘
要
以水杨醛 和对乙酰基苯胺为原料 ， 首次采用绿 色环保 的室 温固相反 应方法 制备 了水 杨醛缩 对 乙酰
基苯胺希夫碱 ， 用元素分析 和核 磁共振氢谱对产物进行 了表征。测定 了产物 的紫外光谱 、荧光光谱和相对荧
用Ｔ Ｄ－ ＤＦ Ｔ方法计算 了标题分 子的紫外光谱 和荧光 光谱 ， 分 析了化合物的结构与荧光性质之间的关 系 ，发现光谱 的理 论 计 算值 和实验测量值符合的很好 ， 对通过分 子设计得 到预期 光谱的荧光物质有一定的指导意义。
光氧化剂 、生化分析 、防伪标记及 药物示 踪等领 域得 到广 泛
水杨 醛缩 对 乙酰 基苯 胺 希 夫碱 的合 成 及 其 荧光 性质 的理 论研 究
梁小 蕊 ， 王 刚 ， 江炎 兰 ，瞿成利 ， 王秀娟。 ， 赵 波。
１ ． 海军航空工程学 院基础部 ，山东 烟台 ２ ６ ４ ０ ０ １
２ ６ ４ ０ ０ ３ ２ １ ０ ０ ９ ７
引 言
随着 工业生产的发展 和科 学技 术的进步 ，荧 光物质 的应 用范 围越来 越广 ，除用作 染 料外 ，还 在涂 料 、光 学 增 白剂 、
分 子结 构与荧光性质之间的构效关系 ， 为寻 找新 的有荧光 性
质的化合物提供理论指导 ， 本 文利用 Ｇ ａ ｕ ｓ ｓ ｉ ａ ｎ ０ ３ Ｗ 程序 ，采
合成 了水杨醛缩 对乙酰基苯胺 希夫碱 ，并用 元素 分析 、核磁 共振等方法对其 结构进行 了表征 ［ ６ ］ 。用实验 方法测试 了该化
合物的紫外 吸收光谱 、荧 光发 射光谱 和相 对荧 光量 子效 率 ，
以水杨醛 、对 乙酰 基苯 胺为 原料 在室 温 ２ ５℃ 条 件下 ，
用 固相反应方法合成 了标题化合物 。反应方程式如下 ：
文 献 标 识 码 ：Ａ Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ４ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ — ０ ５ ９ ３ （ ２ ０ １ ３ ） １ ２ — ３ ２ ５ ９ － ０ ４
中 图 分 类 号 ：０ ６ ５ ７ ． ３ Ｏ６ ４ １ ． １ ２
结果表明这种化合物具有较强的荧光性质 。为研究化合 物的
光谱学与光谱分析
３ ２ ６ １
Ｄ Ｉ Ｄ ． ，比正常 的 ｃ 一 ０单键 长 ０ ． １ ４ ３ ０ ａ ｗ ｌ 短； 总 的来说分子 中 双键变 长 ， 单键变 短 ，这说 明分子 形成 了较 大 的共 轭体 系 。 从键 角上看 ， 基 态和激发态各键角 变化不 大 。 从 二面 角上来
并在此基础上用 Ｔ Ｄ－ ＤＦ Ｆ ／ ／ Ｂ ３ Ｌ Ｙ Ｐ ／ ６ — ３ １ Ｇ方法计 算 了这种化合 物的荧光发射光谱 。将理论计算 的光谱性质
与实验的光谱数据相 比较发现二者吻合较好 。分析 探讨 了化合 物分子 的结构与其 荧光性 质之 间的关 系，为 进一步寻找具有荧 光性 质的化合物提供 了理论 指导 。 关键词 水杨醛缩 对乙酰基苯胺 ； ＤＦ Ｔ； Ｔ Ｄ－ ＤＦ Ｔ 荧光光谱 ；荧光量子效率
应用【 １ ］ ，因而引起 了科 学家 的关 注。
苯 甲醛缩 苯电荷 转移型化合 物 ， 此 类希 夫碱衍 生物 可 能具有较强 的荧 光性 质 。 本 文采用绿色环保 的室温 固相方法
１ 实验部分
１ ． １ 标题化合物的室温 固相合成及表征
看： 基 态 时 ，除 了 Ｄ（ １ ３ ，１ ５ ，１ ６ ，１ ７ ） 一３ ９ ． １ ４ 。 和 Ｄ（ １ ３ ，１ ５ ，
部分 ， 二者间的二面角为 ３ ９ ． １ ４ 。 ， 分子 的这 一结构特 点能够
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一
唧
Ｈ，
收稿 日期 ：２ ０ １ ３ — ０ ４ — ０ １ 。 修 订 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ６ — ２ ５ 基金项 目：国家 自然科学基金项 目（ ４ １ ０ ０ ６ ０ ２ ２ ） ，中国科学 院知识创新工程重要方 向项 目（ ｋ ｚ ｃ ｘ ２ 一 ｙ ｗ－ ２ ２ ５ ） 资助
作者简介 ： 梁小蕊 ，１ ９ ７ ９ 年生 ， 海军航空工程学院讲师
＊通讯联 系人 ｅ － ｍａ ｉ ｌ ： ｇ ｗａ ｎ ｇ ＠ｙ ｉ ｃ ． ａ ｃ ． ｃ ｒ ｌ
ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ： ｘ ｉ ａ ｏ ｒ ｕ ｉ ｌ ｉ ａ ｎ ｇ ｌ ２ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍｎ
第１ ２ 期
光量子效率 ，发现该化合物具有较 强的荧光性质 。 利用 密度泛函理论 （ ｄ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｙ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｙ ，Ｄ Ｆ Ｔ） 方法，
在Ｂ ３ Ｌ ＹＰ ／ ６ — ３ １ １ Ｇ基组水 平上优化 了该化合物 的基 态分子构型 。 采 用相 同的方法 和基组计算 了标题 化合物 的振动频率 ，频率数据 中没有虚频 ，即该优化 构型是 稳定的 分析理论计算结果发 现 ： 标题分 子具 有较强 的 芳香性和较大共轭体 系。在基态优化 结构的基础 上应用含 时密度 泛 函理 论 （ ＴＤ－ Ｄ Ｆ Ｔ） ， 在 Ｂ ３ Ｌ ＹＰ ／ ６ — ３ １ Ｇ水 平上计算并研究 了此化 合物的吸收光谱 。用单激发组态 相互作用 （ Ｃ Ｉ Ｓ ） 方法优化 了标题 分子 的激 发态构 型 ，