2-硫代嘧啶酮和2-硫代吡啶酮在B-吸收带中的动态结构

郭晓楠 杜蕊 赵彦英 裴克梅 王惠刚 郑旭明

引用本文: 郭晓楠, 杜蕊, 赵彦英, 裴克梅, 王惠刚, 郑旭明. 2-硫代嘧啶酮和2-硫代吡啶酮在B-吸收带中的动态结构[J]. 物理化学学报, 2012, 28(07): 1570-1578. doi: 10.3866/PKU.WHXB201204173 shu
Citation:  GUO Xiao-Nan, DU Rui, ZHAO Yan-Ying, PEI Ke-Mei, WANG Hui-Gang, ZHENG Xu-Ming. Dynamic Structures of 2-Thiopyrimidone and 2-Thiopyridone in B-Band Absorptions[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2012, 28(07): 1570-1578. doi: 10.3866/PKU.WHXB201204173 shu

2-硫代嘧啶酮和2-硫代吡啶酮在B-吸收带中的动态结构

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(21033002) (21033002)

    国家重点基础研究发展规划项目(973) (2007CB815203)资助 (973) (2007CB815203)

摘要:

采用共振拉曼光谱学结合量子化学计算研究了2-硫代嘧啶酮(2TPM)和2-硫代吡啶酮(2TP)在B-带吸收时的动态结构. 在气相时, 2-巯基嘧啶(2MPM, 硫醇式)比2TPM(硫代酮式)更稳定, 能量差约为15.1 kJ·mol-1, 而在水和乙腈溶液中, 2TPM比2MPM更稳定, 能量差分别为29.3和28.0 kJ·mol-1. 气相及基电子态时,由B3LYP/6-311++G(d,p)计算水平获得的2TPM和2MPM之间发生质子转移异构化反应的过渡态能垒约为130 kJ·mol-1. 2TPM三个吸收带分别被指认为πHπL*, πHπL+1*πH-1πL*跃迁. 基于对2TPM在固体和溶液相傅里叶变换-拉曼(FT-Raman)和傅里叶变换-红外(FT-IR)光谱测量, 以及B3LYP/6-311++G(d,p)计算, 开展了2TPM在水和乙腈溶液中的B-带共振拉曼光谱的振动指认, 由此获得了2TPM的动态结构, 并与2TP的动态结构进行了比较. 2TPM和2TP动态结构的差异反映了ππ*/πσ*锥形交叉点结构的差异, 因此, 可被用于洞察光诱导的氢原子脱离-复合机制.

English

    1. [1]

      (1) Nimlos, M. R.; Kelley, D. F.; Bernstein, E. R. J. Phys. Chem.1989, 93, 643. doi: 10.1021/j100339a030

      (1) Nimlos, M. R.; Kelley, D. F.; Bernstein, E. R. J. Phys. Chem.1989, 93, 643. doi: 10.1021/j100339a030

    2. [2]

      (2) Held, A.; Pratt, D.W. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 9708. doi: 10.1021/ja00074a042(2) Held, A.; Pratt, D.W. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 9708. doi: 10.1021/ja00074a042

    3. [3]

      (3) Matsuda, Y.; Ebata, T.; Mikami, N. J. Chem. Phys. 1999, 110,8397. doi: 10.1063/1.478748(3) Matsuda, Y.; Ebata, T.; Mikami, N. J. Chem. Phys. 1999, 110,8397. doi: 10.1063/1.478748

    4. [4]

      (4) Matsuda, Y.; Ebata, T.; Mikami, N. J. Chem. Phys. 2000, 113,573. doi: 10.1063/1.481833(4) Matsuda, Y.; Ebata, T.; Mikami, N. J. Chem. Phys. 2000, 113,573. doi: 10.1063/1.481833

    5. [5]

      (5) Matsuda, Y.; Ebata, T.; Mikami, N. J. Phys. Chem. A 2001, 105,3475. doi: 10.1021/jp003272x(5) Matsuda, Y.; Ebata, T.; Mikami, N. J. Phys. Chem. A 2001, 105,3475. doi: 10.1021/jp003272x

    6. [6]

      (6) Nowak, M. J.; Lapinski, L.; Fulara, J.; Les, A.; Adamowicz, L.J. Phys. Chem. 1992, 96, 1562. doi: 10.1021/j100183a015(6) Nowak, M. J.; Lapinski, L.; Fulara, J.; Les, A.; Adamowicz, L.J. Phys. Chem. 1992, 96, 1562. doi: 10.1021/j100183a015

    7. [7]

      (7) Beak, P. Accounts Chem. Res. 1977, 10, 186. doi: 10.1021/ar50113a006(7) Beak, P. Accounts Chem. Res. 1977, 10, 186. doi: 10.1021/ar50113a006

    8. [8]

      (8) Hatherley, L. D.; Brown, R. D.; dfrey, P. D.; Pierlot, A. P.;Caminati,W.; Damiani, D.; Melandri, S.; Favero, L. B. J. Phys. Chem. 1993, 97, 46. doi: 10.1021/j100103a011(8) Hatherley, L. D.; Brown, R. D.; dfrey, P. D.; Pierlot, A. P.;Caminati,W.; Damiani, D.; Melandri, S.; Favero, L. B. J. Phys. Chem. 1993, 97, 46. doi: 10.1021/j100103a011

    9. [9]

      (9) Sanchez, R.; Giuliano, B. M.; Melandri, S.; Favero, L. B.;Caminati,W. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 6287. doi: 10.1021/ja070712q(9) Sanchez, R.; Giuliano, B. M.; Melandri, S.; Favero, L. B.;Caminati,W. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 6287. doi: 10.1021/ja070712q

    10. [10]

      (10) Fujimoto, A.; Inuzuka, K.; Shiba, R. Bull. Chem. Soc. Jpn.1981, 54, 2802. doi: 10.1246/bcsj.54.2802(10) Fujimoto, A.; Inuzuka, K.; Shiba, R. Bull. Chem. Soc. Jpn.1981, 54, 2802. doi: 10.1246/bcsj.54.2802

    11. [11]

      (11) Sakota, K.; Tokuhara, S.; Sekiya, H. Chem. Phys. Lett. 2007,448, 159. doi: 10.1016/j.cplett.2007.09.085(11) Sakota, K.; Tokuhara, S.; Sekiya, H. Chem. Phys. Lett. 2007,448, 159. doi: 10.1016/j.cplett.2007.09.085

    12. [12]

      (12) Florio, G. M.; Gruenloh, C. J.; Quimpo, R. C.; Zwier, T. S.J. Chem. Phys. 2000, 113, 11143. doi: 10.1063/1.1324613(12) Florio, G. M.; Gruenloh, C. J.; Quimpo, R. C.; Zwier, T. S.J. Chem. Phys. 2000, 113, 11143. doi: 10.1063/1.1324613

    13. [13]

      (13) Moreno, M.; Miller,W. H. Chem. Phys. Lett. 1990, 171, 475.doi: 10.1016/0009-2614(90)85249-C(13) Moreno, M.; Miller,W. H. Chem. Phys. Lett. 1990, 171, 475.doi: 10.1016/0009-2614(90)85249-C

    14. [14]

      (14) Sobolewski, A. L. Chem. Phys. Lett. 1993, 211, 82. doi: 10.1016/0009-2614(93)80055-T(14) Sobolewski, A. L. Chem. Phys. Lett. 1993, 211, 82. doi: 10.1016/0009-2614(93)80055-T

    15. [15]

      (15) Barone, V.; Adamo, C. Chem. Phys. Lett. 1994, 226, 399. doi: 10.1016/0009-2614(94)00744-6(15) Barone, V.; Adamo, C. Chem. Phys. Lett. 1994, 226, 399. doi: 10.1016/0009-2614(94)00744-6

    16. [16]

      (16) Barone, V.; Adamo, C. J. Phys. Chem. 1995, 99, 15062. doi: 10.1021/j100041a022(16) Barone, V.; Adamo, C. J. Phys. Chem. 1995, 99, 15062. doi: 10.1021/j100041a022

    17. [17]

      (17) Sobolewski, A. L.; Adamowicz, L. J. Phys. Chem. 1996, 100,3933. doi: 10.1021/jp950852z(17) Sobolewski, A. L.; Adamowicz, L. J. Phys. Chem. 1996, 100,3933. doi: 10.1021/jp950852z

    18. [18]

      (18) Li, Q. S.; Fang,W. H.; Yu, J. G. J. Phys. Chem. A 2005, 109,3983. doi: 10.1021/jp044498t(18) Li, Q. S.; Fang,W. H.; Yu, J. G. J. Phys. Chem. A 2005, 109,3983. doi: 10.1021/jp044498t

    19. [19]

      (19) Wang, J.; Boyd, R. J. J. Phys. Chem. 1996, 100, 16141. doi: 10.1021/jp961295z(19) Wang, J.; Boyd, R. J. J. Phys. Chem. 1996, 100, 16141. doi: 10.1021/jp961295z

    20. [20]

      (20) Del Bene, J. E. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 1607. doi: 10.1021/ja00110a016(20) Del Bene, J. E. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 1607. doi: 10.1021/ja00110a016

    21. [21]

      (21) Chou, P. T.;Wei, C. Y.; Hung, F. T. J. Phys. Chem. B 1997, 101,9119. doi: 10.1021/jp971824e(21) Chou, P. T.;Wei, C. Y.; Hung, F. T. J. Phys. Chem. B 1997, 101,9119. doi: 10.1021/jp971824e

    22. [22]

      (22) Dkhissi, A.; Adamowicz, L.; Maes, G. J. Phys. Chem. A 2000,104, 2112. doi: 10.1021/jp9938056(22) Dkhissi, A.; Adamowicz, L.; Maes, G. J. Phys. Chem. A 2000,104, 2112. doi: 10.1021/jp9938056

    23. [23]

      (23) Esboui, M.; Nsan u, M.; Jaidane, N.; Ben Lakhdar, Z. Chem. Phys. 2005, 311, 277. doi: 10.1016/j.chemphys.2004.11.022(23) Esboui, M.; Nsan u, M.; Jaidane, N.; Ben Lakhdar, Z. Chem. Phys. 2005, 311, 277. doi: 10.1016/j.chemphys.2004.11.022

    24. [24]

      (24) Krebs, C.; Forster,W.;Weiss, C.; Hofmann, H. J. J. Prakt. Chem. 1982, 324, 369. doi: 10.1002/prac.19823240304(24) Krebs, C.; Forster,W.;Weiss, C.; Hofmann, H. J. J. Prakt. Chem. 1982, 324, 369. doi: 10.1002/prac.19823240304

    25. [25]

      (25) Esboui, M.; Jaidane, N.; Ben Lakhdar, Z. Chem. Phys. Lett.2006, 430, 195. doi: 10.1016/j.cplett.2006.08.119(25) Esboui, M.; Jaidane, N.; Ben Lakhdar, Z. Chem. Phys. Lett.2006, 430, 195. doi: 10.1016/j.cplett.2006.08.119

    26. [26]

      (26) Lowdin, P. O. Rev. Mol. Phys. 1963, 35, 724. doi: 10.1103/RevModPhys.35.724(26) Lowdin, P. O. Rev. Mol. Phys. 1963, 35, 724. doi: 10.1103/RevModPhys.35.724

    27. [27]

      (27) Pullman, B.; Pullman, A. Adv. Heterocycl. Chem. 1971, 13, 77.doi: 10.1016/S0065-2725(08)60349-9(27) Pullman, B.; Pullman, A. Adv. Heterocycl. Chem. 1971, 13, 77.doi: 10.1016/S0065-2725(08)60349-9

    28. [28]

      (28) Beak, P.; Covington, J. B.; Smith, S. G. J. Am. Chem. Soc. 1976,98, 8284. doi: 10.1021/ja00441a079(28) Beak, P.; Covington, J. B.; Smith, S. G. J. Am. Chem. Soc. 1976,98, 8284. doi: 10.1021/ja00441a079

    29. [29]

      (29) Beak, P.; Fry, F. S., Jr.; Lee, J.; Steele, F. J. Am. Chem. Soc.1976, 98, 171. doi: 10.1021/ja00417a027(29) Beak, P.; Fry, F. S., Jr.; Lee, J.; Steele, F. J. Am. Chem. Soc.1976, 98, 171. doi: 10.1021/ja00417a027

    30. [30]

      (30) Melandri, S.; Evangelisti, L.; Maris, A.; Caminati,W.; Giuliano,B. M.; Feyer, V.; Prince, K. C.; Coreno, M. J. Am. Chem. Soc.2010, 132, 10269. doi: 10.1021/ja104484b(30) Melandri, S.; Evangelisti, L.; Maris, A.; Caminati,W.; Giuliano,B. M.; Feyer, V.; Prince, K. C.; Coreno, M. J. Am. Chem. Soc.2010, 132, 10269. doi: 10.1021/ja104484b

    31. [31]

      (31) Jones, P. A.; Katritzky, A. R. J. Chem. Soc. 1958, 3610.(31) Jones, P. A.; Katritzky, A. R. J. Chem. Soc. 1958, 3610.

    32. [32]

      (32) Katritzky, A. R.; Jones, R. A. J. Chem. Soc. 1960, 2937.(32) Katritzky, A. R.; Jones, R. A. J. Chem. Soc. 1960, 2937.

    33. [33]

      (33) Cook, M. J.; Katritzky, A. R.; Linda, P.; Tack, R. D. J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1972, 2, 1295.(33) Cook, M. J.; Katritzky, A. R.; Linda, P.; Tack, R. D. J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1972, 2, 1295.

    34. [34]

      (34) Albert, A.; Barlin, G. B. J. Chem. Soc. 1959, 2384.(34) Albert, A.; Barlin, G. B. J. Chem. Soc. 1959, 2384.

    35. [35]

      (35) Stoyanov, S.; Petkov, I.; Antonov, L.; Stoyanova, T.;Karagiannidis, P.; Aslanidis, P. Can. J. Chem. 1990, 68, 1482.doi: 10.1139/v90-227(35) Stoyanov, S.; Petkov, I.; Antonov, L.; Stoyanova, T.;Karagiannidis, P.; Aslanidis, P. Can. J. Chem. 1990, 68, 1482.doi: 10.1139/v90-227

    36. [36]

      (36) Barlin, G. B.; Brown, D. J.; Fenn, M. D. Aust. J. Chem. 1984,37, 2391. doi: 10.1071/CH9842391(36) Barlin, G. B.; Brown, D. J.; Fenn, M. D. Aust. J. Chem. 1984,37, 2391. doi: 10.1071/CH9842391

    37. [37]

      (37) Spinner, E. J. Chem. Soc. 1960, 1237.(37) Spinner, E. J. Chem. Soc. 1960, 1237.

    38. [38]

      (38) Lapinski, L.; Nowak, M. J.; Fulara, J.; Les, A.; Adamowicz, L.J. Phys. Chem. 1992, 96, 6250. doi: 10.1021/j100194a030(38) Lapinski, L.; Nowak, M. J.; Fulara, J.; Les, A.; Adamowicz, L.J. Phys. Chem. 1992, 96, 6250. doi: 10.1021/j100194a030

    39. [39]

      (39) Contreras, J. G.; Alderete, J. B. J. Mol. Struct. -Theochem 1991,231, 257. doi: 10.1016/0166-1280(91)85224-U(39) Contreras, J. G.; Alderete, J. B. J. Mol. Struct. -Theochem 1991,231, 257. doi: 10.1016/0166-1280(91)85224-U

    40. [40]

      (40) Pang, Y. S.;Wang, H. J.; Kim, M. S. J. Mol. Struct. 1998, 441,63. doi: 10.1016/S0022-2860(97)00280-9(40) Pang, Y. S.;Wang, H. J.; Kim, M. S. J. Mol. Struct. 1998, 441,63. doi: 10.1016/S0022-2860(97)00280-9

    41. [41]

      (41) Colthup, N. B.; Daly, L. H.;Wiberley, S. E. Introduction to Infrared and Raman Spectroscopy, 3rd ed.; Academic Press:New York, 1990.(41) Colthup, N. B.; Daly, L. H.;Wiberley, S. E. Introduction to Infrared and Raman Spectroscopy, 3rd ed.; Academic Press:New York, 1990.

    42. [42]

      (42) Santhayanarayana, D. N. Vibrational Spectroscopy: Theory and Applications; New Age International Publishers: New Delhi,2004; pp 452-453.(42) Santhayanarayana, D. N. Vibrational Spectroscopy: Theory and Applications; New Age International Publishers: New Delhi,2004; pp 452-453.

    43. [43]

      (43) Krishnakumar, V.; Xavier, R. J. Spectrochimica Acta Part A2006, 63, 454. doi: 10.1016/j.saa.2005.05.031(43) Krishnakumar, V.; Xavier, R. J. Spectrochimica Acta Part A2006, 63, 454. doi: 10.1016/j.saa.2005.05.031

    44. [44]

      (44) Abdulla, H. I.; El-Bermani, M. F. Spectrochimica Acta Part A2001, 57, 2659. doi: 10.1016/S1386-1425(01)00455-3(44) Abdulla, H. I.; El-Bermani, M. F. Spectrochimica Acta Part A2001, 57, 2659. doi: 10.1016/S1386-1425(01)00455-3

    45. [45]

      (45) Lima, M. C. P.; Coutinho, K.; Canuto, S.; Rocha,W. R. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 7253. doi: 10.1021/jp060821b(45) Lima, M. C. P.; Coutinho, K.; Canuto, S.; Rocha,W. R. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 7253. doi: 10.1021/jp060821b

    46. [46]

      (46) Penfold, B. R. Acta Crystallogr. 1953, 6, 707. doi: 10.1107/S0365110X5300199X(46) Penfold, B. R. Acta Crystallogr. 1953, 6, 707. doi: 10.1107/S0365110X5300199X

    47. [47]

      (47) Ohms, U.; Guth, H.; Kutoglu, A.; Scheringer, C. Acta Crystallogr. Section B 1982, 38, 831. doi: 10.1107/S0567740882004166(47) Ohms, U.; Guth, H.; Kutoglu, A.; Scheringer, C. Acta Crystallogr. Section B 1982, 38, 831. doi: 10.1107/S0567740882004166

    48. [48]

      (48) Aksnes, D.W.; Kryvi, H. Acta Chim. Scand. 1972, 26, 2255.doi: 10.3891/acta.chem.scand.26-2255(48) Aksnes, D.W.; Kryvi, H. Acta Chim. Scand. 1972, 26, 2255.doi: 10.3891/acta.chem.scand.26-2255

    49. [49]

      (49) Nowak, M. J.; Rotkowska, H.; Lapinski, L.; Leszczynski, J.;Kwiatkowski, J. S. Spectrochimica Acta Part A 1991, 47, 339.doi: 10.1016/0584-8539(91)80112-V(49) Nowak, M. J.; Rotkowska, H.; Lapinski, L.; Leszczynski, J.;Kwiatkowski, J. S. Spectrochimica Acta Part A 1991, 47, 339.doi: 10.1016/0584-8539(91)80112-V

    50. [50]

      (50) Gronneberg, T.; Undheim, K. Org. Mass Spectrom. 1972, 6,823. doi: 10.1002/oms.1210060713(50) Gronneberg, T.; Undheim, K. Org. Mass Spectrom. 1972, 6,823. doi: 10.1002/oms.1210060713

    51. [51]

      (51) Maquestiau, A.; Haverbeke, Y. V.; Meyer, C. D.; Katritzky, A.R.; Cook, M. J.; Page, A. D. Can. J. Chem. 1975, 53, 490. doi: 10.1139/v75-068(51) Maquestiau, A.; Haverbeke, Y. V.; Meyer, C. D.; Katritzky, A.R.; Cook, M. J.; Page, A. D. Can. J. Chem. 1975, 53, 490. doi: 10.1139/v75-068

    52. [52]

      (52) Cook, M. J.; El-Abbady, S.; Katritzky, A. R.; Guimon, C.;Pfister-Guillouzo, G. J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2 1977, 2,1652.(52) Cook, M. J.; El-Abbady, S.; Katritzky, A. R.; Guimon, C.;Pfister-Guillouzo, G. J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2 1977, 2,1652.

    53. [53]

      (53) Zhu, X. M.; Zhang, S. Q.; Zheng, X. M.; Phillips, D. L. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 3086. doi: 10.1021/jp0444114(53) Zhu, X. M.; Zhang, S. Q.; Zheng, X. M.; Phillips, D. L. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 3086. doi: 10.1021/jp0444114

    54. [54]

      (54) Weng, K. F.; Shi, Y.; Zheng, X. M.; Phillips, D. L. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 851. doi: 10.1021/jp055069d(54) Weng, K. F.; Shi, Y.; Zheng, X. M.; Phillips, D. L. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 851. doi: 10.1021/jp055069d

    55. [55]

      (55) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al. Gaussian 03, Revision B.02; Gaussian Inc.: Pittsburgh, PA, 2003.(55) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al. Gaussian 03, Revision B.02; Gaussian Inc.: Pittsburgh, PA, 2003.

    56. [56]

      (56) Du, R.; Liu, C.; Zhao, Y. Y.; Pei, K. M.;Wang, H. G.; Zheng, X.M.; Li, M. D.; Xue, J. D.; Phillips, D. L. J. Phys. Chem. B 2011,115, 8266. doi: 10.1021/jp203185a(56) Du, R.; Liu, C.; Zhao, Y. Y.; Pei, K. M.;Wang, H. G.; Zheng, X.M.; Li, M. D.; Xue, J. D.; Phillips, D. L. J. Phys. Chem. B 2011,115, 8266. doi: 10.1021/jp203185a

    57. [57]

      (57) Sobolewski, A. L.; Domcke,W.; Dedonder-Ladeux, C.; Jouvet,C. Phys. Chem. Chem. Phys. 2002, 4, 1093.(57) Sobolewski, A. L.; Domcke,W.; Dedonder-Ladeux, C.; Jouvet,C. Phys. Chem. Chem. Phys. 2002, 4, 1093.

    58. [58]

      (58) Nowak, M. J.; Lapinski, L.; Fulara, J.; Les, A.; Adamowicz, L.J. Phys. Chem. 1991, 95, 2404. doi: 10.1021/j100159a053(58) Nowak, M. J.; Lapinski, L.; Fulara, J.; Les, A.; Adamowicz, L.J. Phys. Chem. 1991, 95, 2404. doi: 10.1021/j100159a053

    59. [59]

      (59) Nowak, M. J.; Lapinski, L.; Rostkowska, H.; Les, A.;Adamowicz, L. J. Phys. Chem. 1990, 94, 7406. doi: 10.1021/j100382a018(59) Nowak, M. J.; Lapinski, L.; Rostkowska, H.; Les, A.;Adamowicz, L. J. Phys. Chem. 1990, 94, 7406. doi: 10.1021/j100382a018

    60. [60]

      (60) Rostkowska, H.; Lapinski, L.; Nowak, M. J. J. Phys. Org. Chem. 2010, 23, 56.(60) Rostkowska, H.; Lapinski, L.; Nowak, M. J. J. Phys. Org. Chem. 2010, 23, 56.

    61. [61]

      (61) Chmura, B.; Rode, M. F.; Sobolewski, A. L.; Lapinski, L.;Nowak, M. J. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 13655.

      (61) Chmura, B.; Rode, M. F.; Sobolewski, A. L.; Lapinski, L.;Nowak, M. J. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 13655.

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  778
  • 文章访问数:  2576
  • HTML全文浏览量:  20
文章相关
  • 发布日期:  2012-06-07
  • 收稿日期:  2012-02-07
  • 网络出版日期:  2012-04-17
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章