含氨基/肼基苯衍生物的激发态和离子态光谱研究

含氮芳香化合物在环境和生命体中广泛存在。苯胺和苯肼在激发态因有p-∏和p-p-∏共轭效应而具有与基态不同的结构和性质，而苯肼衍生物正离子是用以研究分子内电子转移的重要模式化合物。REMPI/MATI光谱技术和相关理论计算正是研究含氨基/肼基苯衍生物激发态和离子态的有力工具。本项目利用REMPI/MATI光谱技术，研究含氨基/肼基苯衍生物的分子和离子光谱，获得光谱参数、精确的电离能，结合量子化学计算，确定分子和离子结构。研究苯乙烯基胺等分子苯环上的电子跃迁对末端氨基/肼基结构的影响。若这种结构变化能够破坏氨基/肼基所形成的氢键结构，则这类分子可看作一种光学分子开关。研究邻氟苯肼和邻氟苯胺等分子S1<-S0跃迁中氨基/肼基结构变化对氢键结构的影响。进而研究相关分子形成的团簇，获得团簇分子和离子的结构和解离动力学，以及含水团簇的氢键强弱和质子转移条件等。

应用REMPI/MATI等光谱技术和理论计算，研究含氨基、肼基、乙烯基和甲氧基的苯衍生物分子激发态和离子态的性质，获得了精确的光谱参数、跃迁能和电离能等信息，确定了相关分子在激发态和离子态的结构。真空紫外单光子电离和紫外双光子电离研究揭示，苯肼和1-甲基苯肼分子在离子态较稳定，但在第一电子激发态发生快速解离，难以应用纳秒激光紫外共振双光子吸收方法获得相关R2PI光谱和MATI光谱。但测定了间乙烯基苯胺和间氯苯乙烯等分子的REMPI/MATI光谱，并分析了间位取代基效应对构象异构体稳定性的影响。研究了对氯苯甲醚、3-氯-4-氟-苯甲醚等环境毒物分子在第一电子激发态的性质，及卤代效应、同位素效应、构象异构体效应对分子激发态性质的影响，这将有助于相关光化学降解技术的研发。测得3,5-二氟苯甲醚含氩团簇的REMPI光谱，并通过理论计算给出团簇结构。开展了p-p-π共轭效应的实验和理论研究，初步证实苯肼分子在S1态具有p-p-π共轭结构。而计算显示苯基过氧化氢、乙烯基过氧化氢、苯氧基甲基负离子和乙烯氧基甲基负离子等分子的S0态分子结构中具有p-p-π共轭作用。说明p-p-π共轭作用可能较广泛地存在于基态有机分子体系中。