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９乙炔基９羟基蒽酮结构和荧光性能的理论研究 １８９ 文章编号：１００６９９４１（２０１１）０２０１８９０５ ９乙炔基９羟基蒽酮结构和荧光性能的理论研究 熊　鹰，刘　勇，刘学涌，钟发春，张　勇，舒远杰 （中国工程物理研究院化工材料研究所，四川绵阳６２１９００） 摘　要：采用含时密度泛函理论（ＴＤＤＦＴ）和单激发组态（ＣＩＳ）方法计算了９乙炔基９羟基蒽酮（ＥＨＡＯ）的激发能（３．４ｅＶ）和发 射能（２．７ｅＶ）。通过前线轨道分析，描述了 ＣＨ３ＯＨ和 ＴＮＴ对 ９乙炔基９羟基蒽酮荧光光谱的不同影响机理。结果表明， ＣＨＯＨ与９乙炔基９羟基蒽酮作用后，第一激发态跃迁仍然是在９乙炔基９羟基蒽酮分子内发生，但原有的荧光性能受到一定 ３ 影响。ＴＮＴ与９乙炔基９羟基蒽酮作用后，ＨＯＭＯ轨道仍然分布在 ９乙炔基９羟基蒽酮上，但 ＬＵＭＯ轨道则转移至 ＴＮＴ。因 此，发生第一激发态跃迁时，将发生分子间电子转移，从而引起荧光猝灭效应。 关键词：量子化学；９乙炔基９羟基蒽酮（ＥＨＡＯ）；荧光；检测 中图分类号：ＴＪ５５；Ｏ６４　 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６９９４１．２０１１．０２．０１５ 含有羰基、炔基和羟基活性基团，容易与被检测物形成 １　引　言 强的氢键作用，考察了该化合物与检测物分子形成复合 物后，前线轨道能的变化和电子云的流动，进而探索被 　　近年来，反恐成为国际社会面临的一个共同课题。 爆炸物检测是反恐过程中的一项重要内容，也是应对恐 检测物对其荧光性能的影响机理。 怖主义袭击的有效措施。由于荧光分析法具有灵敏度 ２　计算方法 高、样品需求量小、快速便捷等优点，爆炸物的荧光检测 技术正在兴起，并可望实现爆炸物的微痕量检测［１－５］。 ［７］ 　　 采用密度泛函理论中的 Ｂ３ＬＹＰ方法 ，在 这一检测原理是基于微量检测物加入后，荧光化合物发 ６３１Ｇ（ｄ，ｐ）水平下优化了９乙炔基９羟基蒽酮的几何 射的荧光迅速产生猝灭响应。有机小分子荧光材料制 结构，并在相同计算水平下进行了频率分析，以确定稳定 备和提纯过程比较容易且稳定，化学修饰性强，容易彩 结构，自洽场收敛标准为程序内定值。按 ＦｒａｎｃｋＣｏｎｄｏｎ 色化，荧光量子产率高。因而，在聚合物荧光材料发展 原理，荧光有机化合物吸收能对应于基态Ｓ到第一激发 ０ 的同时，有机小分子荧光材料也在不断地更新。 态Ｓ的单电子垂直跃迁。采用目前广泛使用的含时密 １ 　　本课题组最近设计并合成出了９乙炔基９羟基蒽 度泛函（ＴＤＤＦＴ）方法结合 Ｂ３ＬＹＰ泛函进行理论预测。 酮［６］，实验测得此化合物在氯仿溶液的最大激发波长和 发射过程则对应于分子由能量驰豫的最低激发单重态 最大发射波长分别为 ３７６ｎｍ 和 ４４３ｎｍ，爆炸物 （Ｓ）向基态（Ｓ）的单电子垂直跃迁，可采用含时密度泛 １ ０ ２，４，６三硝基甲苯（ＴＮＴ）对其具有明显的荧光猝灭作