白藜芦醇及其偶氮/二氢类似物的光异构化机制与抗氧化活性比较研究：分子骨架修饰对构效关系的调控

本文采用密度泛函理论(DFT)、含时密度泛函理论(TD-DFT)和多态完全活性空间二阶微扰理论(MS-CASPT2)等量子化学方法，系统研究了白藜芦醇(Res)及其偶氮(AzoRes)、二氢(dhRes)衍生物的光异构化路径与抗氧化活性。研究发现：N=N桥联的AzoRes具有红移吸收光谱和势垒less光异构化特性；C-C单键饱和的dhRes则因共轭体系破坏导致蓝移；光激发后抗氧化能力排序变为Res>AzoRes>dhRes。该研究为光响应型抗氧化材料的理性设计提供了理论框架。

　　

亮点

本研究通过量子化学计算揭示了分子骨架修饰如何协同调控白藜芦醇类化合物的光响应特性与抗氧化功能，为开发智能抗氧化剂提供了分子设计蓝图。

结论

本研究系统论证了白藜芦醇类分子中心化学桥键对其光异构化过程与抗氧化能力的双重调控作用，主要发现如下：

1. 1.

   中心桥键的化学性质决定分子光物理行为与抗氧化活性。用N=N偶氮键取代C=C双键(AzoRes)不仅保留了高效的光开关特性，还通过引入n→π*跃迁使吸收光谱红移，并产生势垒less的光异构化路径。

2. 2.

   饱和C=C双键为C-C单键(dhRes)会破坏π共轭体系，导致吸收光谱显著蓝移，同时因分子刚性增强使光异构化效率降低。

3. 3.

   基态(S₀)抗氧化能力排序为AzoRes>Res>dhRes，这与AzoRes更窄的最高占据-最低未占分子轨道(HOMO-LUMO)能隙相关(反式和顺式异构体分别比Res小0.302 eV和0.564 eV)。

4. 4.

   光激发普遍增强分子抗氧化潜力，但在激发态(S₁)重新排序为Res>AzoRes>dhRes，表明光调控可逆转抗氧化效能等级。

这些发现阐明了分子骨架-光化学行为-抗氧化活性之间的内在关联，为设计具有定制化光响应特性的高效抗氧化材料提供了理论依据。