对羟基苯甲醛缩苯胺席夫碱及其衍生物在溶液中的质子转移机理研究

Schiff bases and their metal complexes are widely used in the fields of chemical analysis, bio-medicine, catalysis and functional materials. The prototropic enolimine-ketoenamine tautomeric feature of schiff base make it an excellent molecular switch material. Salicylidene Schiff base, which has an ortho hydroxyl group, are prone to intramolecular proton transfer, and the proton transfer process has been extensively studied both thermodynamically and dynamically. It is reported that the prototropic enolimine-ketoenamine tautomerism can also be found in p-hydroxybenzylidene anil, and it's still remains unknown for the dynamics of p-hydroxybenzylidene anil tautomerism. We intend to study the light-induced proton transfer dynamics of p-hydroxybenzylidene anil using the femtosecond transient absorption method, which will proceed a real-time observation of the femtosecond-resolved proton transfer. We will also study the solvent effect, the influence of pH value and the substituents effect on the proton transfer process. These studies can from the principle give out instructions on many aspects, such as the design of Schiff-base-type molecular switch and medicine.

席夫碱及其金属配合物在分析检测、生物医药、催化、功能材料等方面应用广泛。伴随着一个质子转移，席夫碱类化合物可以在醇亚胺和烯胺酮两个构形之间互变异构，这个特性使其成为一种良好的分子开关材料。其中，水杨醛类希夫碱作为一种羟基处于邻位的苯甲醛类席夫碱，其羟基上的氢和C=N双键上的N通过氢键连接，并形成六元环的稳定结构，极易发生分子内的质子转移，其质子转移过程已经得到了从热力学到动力学的广泛研究。羟基处于对位的苯甲醛缩苯胺席夫碱也可以发生伴质子转移的互变异构，其动力学过程还是未知的。本项目拟利用飞秒泵浦探测技术结合瞬态吸收方法，研究对羟基苯甲醛缩苯胺席夫碱的光致质子转移动力学，对其质子转移过程进行飞秒分辨的实时观测，并结合理论计算，揭示其激发态光物理图像。本项目还将同时研究溶剂、pH值和取代基对其质子转移过程的影响。这些研究可以从原理上提供席夫碱类分子开关，甚至席夫碱类药物设计等多方面的理论指导

席夫碱及其金属配合物在分析检测、生物医药、催化、功能材料等方面具有广泛的应用。研究其激发态动力学过程，包括顺反异构化、电荷转移和质子转移，有助于探索这些应用的机理。通过设计瞬态吸收和超快荧光的方法，用400 nm的紫外光激发，我们看到了反式对二乙氨基偶氮苯发生光异构化并产生了长寿命的顺式分子，而反式对氨基偶氮苯可以通过反转机制快速发生顺反光异构化；看到了噻吨酮中的电子转移态，并发出荧光的过程；发现1-羟基蒽醌分子有两种不同的相互竞争的质子转移通道；但是却没有观察到对羟基缩苯胺席夫碱（p-HBA）分子的这些超快过程。p-HBA分子的分子内质子转移过程发生在对位的酚羟基和连接两个苯环的亚胺基之间，这两个基团在分子内距离相对较远，其发生转移比较困难，所很难看到其超快质子转移过程。其质子转移过程可能多发生在分子间或分子和溶剂间。