24319

CHE2 907

كارشناسي ارشد

شيمي - شيمي فيزيك

شيمي

1403/11/02

58 ص.

رضا اميديان

كلكون، پايداري نوري، انتقال پروتون درون¬مولكولي در حالت تحريك¬شده، روش¬هاي از اساس، تلاقي مخروطي

در اين پايان¬نامه به بررسي سازوكار آسايش غير تابشي فراسريع سامانه آلي بر پايه كلكون، بر اساس محاسبات از اساس مكانيك كوانتوم پرداخته خواهد شد. در بخش اول از پژوهش حاضر، محاسبات از اساس مكانيك كوانتوم جهت بررسي سازوكار آسايش سامانه 2-هيدروكسي¬كلكون به كار گرفته شده-اند. در اين راستا، منحني¬هاي انرژي پتانسيل مربوط به فرآيند انتقال هيدروژن درون¬مولكولي در راستاي مختصه طول پيوند C7H13 اين سامانه در سطح نظري MP2/ADC(2) مورد بررسي قرار گرفته است. پيش¬بيني شد كه چرخش ساختاري حول زاويه دووجهي C1C2C8O22 باعث بازگشت سامانه تحريك¬شده به حالت الكتروني پايه از طريق تبديل دروني فوق سريع خواهد شد. نتايج حاصل نشان داد كه آسايش غير تابشي در اين سامانه از اولين حالت الكتروني تحريك¬شده 1ππ* به حالت پايه از طريق دسترسي به تلاقي مخروطي S1/S0 در منحني انرژي پتانسيل بدون سد و در راستاي چرخش ساختاري صورت گرفته است. همچنين اثر تغيير ساختار هندسي بر رفتار فوتوفيزيكي سامانه 2-هيدروكسي¬كلكون با استفاده از سامانه 4و’2و’4-تري¬هيدروكسي¬كلكون مورد بررسي قرار گرفت. محاسبه و استخراج منحني¬هاي انرژي پتانسيل براي سامانه مذكور در راستاي فرآيند ايزومري Z-E، منجر به تلاقي مخروطي ميان حالت الكتروني پايه و اولين حالت الكتروني تحريك¬شده 1ππ* شد و معلوم گرديد در صورت عدم وجود امكان انجام فرآيند انتقال هيدروژن درون¬مولكولي، سامانه دچار فرآيند ايزومري Z-E مي¬شود. در بخش ديگر از مطالعه حاضر، محاسبات كوانتومي جهت بررسي سازوكار آسايش غير تابشي سامانه 2-هيدروكسي¬كلكون در محيط حلال آب به دو روش حلال ضمني و صريح مورد استفاده قرار گرفته است. در محاسبات انتقالات الكتروني سامانه در حضور حلال آب معلوم گرديد كه اولين انتقال 1ππ* پايدارتر مي¬شود. همچنين در منحني¬هاي انرژي پتانسيل مربوط به فرآيند انتقال هيدروژن درون¬مولكولي در حضور مولكول¬هاي آب تا 3 مولكول آب، در سطح نظري MP2/ADC(2) ميان حالت الكتروني پايه S0 و اولين حالت الكتروني تحريك¬شده 1ππ*، تلاقي مخروطي مشاهده شد. همچنين معلوم گرديد كه فرآيند انتقال هيدروژن درون¬مولكولي در سامانه 2-هيدروكسي¬كلكون در محيط حلال آب با چرخش ساختاري همراه است.

Chalcone, Photostability, Excited state intramolecular proton transfer, ab initio methods, Conical Intersection

Photostability and Photophysical Properties of a Chalcone-based System

شيمي فيزيك

This work aims to investigate the ultrafast excited state deactivation of a Chalcone-based system, 2-hydroxychalcone, based on the ab initio quantum mechanical calculations. At the first step, ab initio methods have been employed to investigate the relaxation mechanisms in 2-hydroxychalcone system. In this regard, the potential energy curves related to the intramolecular hydrogen transfer process along the C7H13 bond length coordinate of this system have been investigated at the MP2/ADC(2) theoretical level. It has been predicted that structural rotation around the dihedral angle of C1C2C8O22 would cause the excited system to return to the electronic ground state via an ultrafast internal conversion. The results showed that non-radiative relaxation in this system from the first electronic 1ππ* state to the ground occurred by reaching the S1/S0 conical intersection in the potential energy curve of structural rotation without energy barrier. Also, the effect of changing the geometric structure on the photophysical behavior of the 2-hydroxychalcone system has been investigated using the 4, 2ʹ, 4ʹ-trihydroxychalcone system. Investigation of potential energy curves for the aforementioned system in line with the E-Z photo isomerization process led to a conical intersection between the electronic ground state and the first electronic excited state 1ππ*, and it was found that if the intramolecular hydrogen transfer process is not possible, the system undergoes the E-Z photo isomerization process. Morover, quantum chemical computational methods have been used to investigate the non-radiative relaxation mechanism of the 2-hydroxychalcone system in the aqueous solvent environment with both implicit and explicit solvent models. In the calculations of the electronic transitions of the system in the presence of water solvent, the 1ππ* state has been significantly stabilized to be the first electronic transition of the system. Also, in the potential energy curves related to the intramolecular hydrogen transfer process in the presence of up to 3 water molecules, a conical intersection has been predicted at the MP2/ADC(2) theoretical level between the electronic ground state, S0 and the first electronic excited state, ππ*. Also it has been found that intramolecular hydrogen transfer process in the 2’-hydroxychalcone system in the presence of up to 3 water molecules, is accompanied by structural rotation.

3

119624