pp301730222015年11月SpectroscopyandSpectralAnalysisNovember 江南大学理学院,江苏无锡 214122 应用英国EdinburghFLS920P稳态瞬态荧光光谱仪,对互为同分异构体的胭脂红、苋菜红分子的吸收光谱和荧光光谱实验检测,得到二者的光谱特性参数,并进行对比。分别采用密度泛函理论( DFT 时密度泛函理论(TDDFT )对这两种分子的基态和激发态结构进行优化,将所得基态分子构型进行频率计 算,结果显示均无虚频存在,进而比较两分子构型在不同能态下的差异。在此基础上,应用TDDFT并结合 极化连续介质模型( PCM )在6311++G )水平上分别计算二者的吸收光谱和荧光光谱,对两种分子的发光机制、荧光光谱特性差异与分子结构的关系进行了分析。结果表明,两种分子的基态结构均为非平面, 它们中的两个萘环不共面,存在一定的夹角;苋菜红含有分子内氢键,且氢键所在萘环的平面性要优于胭脂 红分子对应的萘环部分;激发态时二者各自的两个萘环均共平面。量子化学计算得到的光谱理论值与实验 结果较为吻合,说明优化所得胭脂红与苋菜红的分子构型基本合理。与苋菜红相比,胭脂红右侧萘环结构的 平面性稍差,分子从激发态跃迁回到基态经历了更多的振动和转动,损耗了更多的能量,导致用来产生荧光 光子的能量减少,因此,胭脂红的荧光发射波长更长。本文首次得到胭脂红、苋菜红分子基态与激发态下的 分子结构信息,并找出二者光谱特性差异的原因,结果可为研究同分异构体分子的光谱特性与分子结构的 关系提供参考。 关键词 胭脂红;苋菜红;含时密度泛函;量子化学;吸收光谱;荧光光谱中图分类号: O6442 文献标识码: 收稿日期:20140717 ,修订日期: 20141108 基金项目:国家自然科学基金项目(61178032 61378037)资助 1989年生,江南大学理学院硕士研究生 email 通讯联系人 email 人工合成偶氮类色素在食品、药品、化妆品和纺织印染工业中有着广泛的应用,但若使用不当,会诱发中毒、泻泄 甚至癌症,损害人类健康,带来一系列环境污染问题 [1,2] 胭脂红和苋菜红为目前常用的此类色素,其分子互为同分异构体,它们在结构上的区别为其中一个磺酸钠基团取代萘环 的位置不同。胭脂红分子的该取代基在萘环的 位,而苋菜红分子的该取代基则在该萘环的