利用差分光谱和TD-DFT计算揭示山奈酚的解离及金属络合机理

作     者：韩旭泽 晏明全 HAN Xuze;YAN Mingquan

作者机构：水沙科学教育部重点实验室北京大学环境工程系北京100871 

出 版 物：《北京大学学报（自然科学版）》 (Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis)

年 卷 期：2018年第54卷第4期

页      面：883-889页

核心收录：

学科分类：083001[工学-环境科学] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(51578007)资助 

主　　题：差分光谱 量子化学计算 解离 络合 分子轨道 

摘      要：为了揭示山奈酚的解离及金属络合过程机理,测定山奈酚在解离(pH=2.01~13.00)和与铜离子络合(0.1~2710.9μmol/L)过程的紫外–可见光光谱,经过差分处理得到各反应阶段的特征光谱。结合量子化学理论计算方法,基于密度泛函理论以及含时密度泛函理论,计算可能的各种去质子化、络合结构及对应的电子吸收光谱。通过对比实验值与计算值发现:解离过程按7,4′,3,5号酚基的顺序依次去质子化;在低浓度Cu^(2+)(67.9μmol/L)时,4号和5号酚基与Cu^(2+)络合;在高浓度Cu^(2+)(67.9~2710.9μmol/L)时,3号和4号酚基与Cu^(2+)络合。在山奈酚的解离、与Cu^(2+)络合过程中,计算光谱与差分光谱能够很好地吻合,特征峰的出现是由于解离、络合前后活性基团电子分布的变化、光子照射时最高占据分子轨道到最低未占据分子轨道能量吸收的变化导致,揭示了山奈酚解离及金属络合过程的机理。