第30卷，第5期 2010年5月
光谱学与光谱分
析
Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 30,No. 5,pp1381-1385
May，2010
母环氨基修饰罗丹明衍生物的结构、热力学性质及其光谱的理论研究
雷永林，霍冀川
西南科技大学材料科学与工程学院，四川绵阳621010
摘要采用DFT/B3LYP方法对3种母环氮基修饰的罗丹明类循生物的结构进行了全优化，得到此3种化合物的基态和激发态的结构参数、报动光谱、前线分子轨道能量等相关数据，并在基态和激发态几何构型优化的基础上，用TD-DFT方法计算了其气相吸收光谱及发射光谱，全面分析了结构特征对热稳定性、前线分子轨道及光谱性质的影响。结果表明：化合物a末端氨基的扭转运动程度最低，化合物b相对于化合物a，分子共轭及平面程度提高，末端氨基的扭转运动程度增大，气相最大吸收波长及最大发射波长红移，且计算分子中最大发射波长最长，热稳定性最低。化合物c在计算分子中共轭及平面程度、热稳定性、HOMO能量最高，能限最低，气相最大吸收波长最长。但相对于化合物b末端氨基的扭转运动程度增大，最大发射波长蓝移。
关键词氨基修饰；罗丹明衍生物；密度泛函理论；热力学性质；光谱
中图分类号：0641
引言
文献标识码：A
DOI:10.3964/j.issn.1000-0593(2010)05-1381-05
修饰使其未端氨基固定，使TICT不能形成，有效提高分子刚性、稳定性及提高荧光量子产率W，同时，通过扩展共轭体系对氨基修饰用以增加性，导致发射波长红移[15.18]。对于母环氨基修饰的罗丹明类衍生物已在实验研
罗丹明类衍生物广泛应用在药理学、生理学、分子生物
学、细胞生物学、分子遗传学、环境化学、单个分子检测、信息科学、荧光标记、激光染料等方面。但由于其应用方面对性能的需求，近年来合成了多种新型罗丹明类荧光染料[1] 主要是通过增加分子共平面性、结构刚性以及分子电子共轭体系来提高荧光效率并使荧光红移(7-18]，
，如；在芳环上引入
取代基以改变荧光的光量子收率和发射波长，这些结构上的修饰弥补了罗丹明的某些功能缺陷，使其具有了
更高灵敏
度、更高选择性和可靠性。这其中罗丹明类衍生物母环氨基
(a)
(b)
究方面取得了一定的进展，但缺乏系统的结构与理论的研究，尤其是在引入密度泛函理论方法对其结构与性能的关系的计算方面较少，本文针对此状况，设计了3种母环氨基修饰的罗丹明类衍生物（计算所用模型化合物结构见图1)，并采用含时密度泛函理论方法对其基森与激发态构型和原子净电荷布居的变化、报动光谱、热力学性质、以及分子前线轨道和电子光谱等进行了研究，从而为合成性能更优良的罗丹明类衍生物提供分子设计依据
(e)
Fig 1 Calculation models of three rhodamine derivatives (arc, H atoms were omitted)
收榜日期：2009-08-06，修订日期：2009-11-08
基金项目：国家自热科学基金项目（20774076)及四川省教育厅重点项目(2005A139)资助
作者简介：雷永林，1975年生，西南科技大学材料科学与工程学院讲师万方数据
e-mail; leiyonglin@swust. edu, cn; leiyonglin@163. com