氨基取代基调控对位氨基邻羟基苯甲醛激发态分子内质子转移机制的理论研究

本研究通过ab initio计算和激发态分子动力学模拟，系统解析了三级(tertiary PAOHBA)、二级(secondary PAOHBA)和一级(primary PAOHBA)胺基取代对对位氨基邻羟基苯甲醛双荧光特性的影响。研究发现激发态分子内质子转移(ESIPT)是产生双发射的关键机制，其中一级PAOHBA的质子转移速率最快达(18.5±0.06)×1012 s?1，二级PAOHBA的可逆性最强，为光功能材料设计提供了理论依据。

　　

这项理论研究深入揭示了胺基取代层级如何精准调控对位氨基邻羟基苯甲醛(PAOHBA)的光物理行为。通过量子化学计算和激发态分子动力学模拟，比较了三级(tertiary)、二级(secondary)和一级(primary)胺基取代衍生物的双荧光特性。振动频率分析、激发态反芳香性评估和势能面计算共同证实，激发态分子内质子转移(ESIPT)是产生特征性双发射的根源。

有趣的是，胺基取代的层级显著影响质子转移动力学：一级PAOHBA展现出最快的质子转移速率(18.5±0.06)×10¹² s^?1，而二级PAOHBA的质子转移过程最具可逆性。吸收/发射光谱模拟显示，这种差异源于不同取代基对分子激发态电子结构的调控作用。研究还发现，随着胺基取代层级的降低（从三级到一级），ESIPT效率呈现单调递增趋势，这为设计高性能荧光探针和光电材料提供了重要的分子工程策略。