摘 要：采用密度泛函理论（DFT）方法计算了不同位置推拉取代基二并吡咯衍生物的几何结构、前线分子轨道，探讨推/拉电子基团取代位置和数量对前线轨道的影响。在全优化几何构型的基础上，采用含时密度泛函理论(TD-DFT)方法研究了电子吸收光谱特征和电荷转移态性质,从而探讨推拉电子基团与跃迁能大小的关系。计算结果表明,吸电子基团越多，最大吸收光谱带边将越易产生红移，并且多个取代基对并吡咯母体的影响表现出加和性，从而可以有效调控并吡咯衍生物的波长范围，为探索新型有机光敏材料提供理论指导。78918

毕业论文关键词:并吡咯衍生物，推拉电子基团，电子吸收光谱，密度泛函理论

Abstract：the geometric structure and the frontier molecular orbit of pyrroles derivatives have been calculate by density functional theory (DFT) and the influence of the push/pull electronics group's position replaced and number on the front rail has been explored。 On the basis of the optimal geometric configurations, we study the electronic absorption spectra characteristics and nature of the charge transfer state by time-dependent density functional theory (TD-DFT) method, and then we have a discussion about the relation of the push/pull electronic groups and the strong and weak of transition energy。 The calculation results show that the more the number of the electron withdrawing group is, the easier the maximum absorption wavelength will be to shift red, and the influence show the additivity。 Thus the wavelength range of pyrroles derivatives could be effective regulated。 It provides the theoretical guidance for exploration of organic photosensitive material。

Keyword: pyrroles derivatives, the push/pull electronics group, the electronic absorption spectra, density functional theory

目   录

1  前言 4

2  计算模型和方法 4

3  结果与讨论 5

3。1 分子稳定几何结构 5

3。2 取代基对前线轨道能量的影响 5

3。3 取代基对吸收光谱的影响 7

结  论 12

参 考 文 献 13

致  谢 14

1  前言

有机化合物的分子内电荷转移(ICT)是许多材料科学、化学、物理学和生物学中最基本的过程,研究表明这些化合物一般都包含有电子供体(D)和电子受体(A)。若电子供体和电子受体之间有高度离域的π结构相连,则这种化合物很可能作为光敏材料在分子电子学、非线性光学(NLO)材料、太阳能电池论文网、生物化学、荧光探针等领域有着潜在的应用前景[1]。1,4-二氢吡咯并[ 3,2 -B ]吡咯骨架在1972年被Hemetsberger和Knittel发现[2]。类似的噻吩吡咯核是熟知的并已深入研究和广泛的应用在不同的研究领域，而1,4-二氢吡咯并[ 3,2 -B ]吡咯是在10π电子芳香杂环族化合物家族中最不详述的，这也引起研究人员对它在理论与合成领域的兴趣[2]。由于1,4-二氢吡咯并[3,2-B]吡咯这个骨架的一锅煮合成的方法简便，起始材料廉价，其刚性结构的高荧光量子产率鼓励着研究者拓宽他们研究范围，并扩大其实际应用[2]。

随着计算机技术的发展,量子化学研究方法已越来越广泛应用到化合物结构与性能的研究，借助量子化学方法研究有机化合物的结构、解释和预测性质等受到广泛重视[3]。本文以并吡咯为母体，以典型的甲氧基和氰基为推/拉电子取代基，设计了一系列D-π-A型、D-π-D型、A-π-A型和混合型的并吡咯衍生物为研究对象。采用DFT和TD-DFT方法研究了体系的几何结构、电子吸收光谱和电子跃迁性质探讨其作为光敏材料的性质。文献综述