烷基酚因其广泛存在于环境中以及作为内分泌干扰物和异雌激素的潜在作用而受到关注[1],[2]。这些化合物是生产多种工业产品（如表面活性剂、洗涤剂、酚醛树脂、聚合物添加剂和润滑剂）的关键原料。然而，由于其内分泌干扰效应，它们被归类为最令人担忧的环境毒素之一[3],[4]。在烷基酚中，辛基酚和壬基酚能够与雌激素受体结合，从而干扰内分泌系统。除了用于生产壬基酚乙氧基化物（非离子表面活性剂和洗涤剂）外，壬基酚还广泛用作聚合物工业中的中间体，用于制造树脂、塑料和稳定剂，以及生产矿物矿石提取化学品（如酚肟）[5],[6]。壬基酚乙氧基化物常用于洗衣和清洁领域，包括建筑物内地面和表面的清洁、车辆清洁、抗静电配方和金属清洁[7]。此外，它们还应用于纺织制造和皮革加工、农业、乳液聚合以及油漆和清漆的生产[7],[8]。
烷基酚的主要排放途径包括废水排放（污水处理厂排放）、工业场所释放以及污泥/生物固体的土地施用，这些被认为是主要的环境输入源。这些化合物会在使用烷基酚乙氧基化物的沉积物、生物体和土壤中持续存在。它们释放到环境中可能导致雌激素活性和生殖毒性，干扰人类和动物的内分泌系统[9]。
实时化学电离质谱（CIMS）、质子转移反应质谱（PTR-MS）和选择性离子流管质谱（SIFT-MS）技术的最新进展使得能够在空气、水和生物基质中高灵敏度、无损地检测痕量烷基酚[10],[11]。这些方法相对于GC–MS和LC–MS具有优势，尤其是对于挥发性或半挥发性有机化合物，因为它们避免了样品制备并缩短了分析时间。鉴于烷基酚的持久性、生物累积性以及对生态系统和健康风险的贡献，迫切需要对其进行环境监测。
对烷基酚的毒理学、化学反应性和光吸收性质的理论研究，以及其基本的电子结构参数，对于通过CIMS技术进行有效环境监测、识别和定量至关重要。密度泛函理论（DFT）已被广泛认为是分析有机化合物化学和反应性性质的强大计算方法[12],[13],[14]。
以往关于烷基酚的研究大多集中在孤立方面，如环境中的存在和毒性、在水生系统中的生物降解性或命运，以及使用GC–MS或LC–MS进行的目标分析检测[15],[16],[17]。很少有研究尝试从分子层面系统地探讨电子结构、光谱学和电离化学[18],[19]。然而，关于烷基酚的电子结构和反应性的研究仍然有限，尤其是不同烷基酚和不同DFT泛函之间的比较趋势。
然而，对烷基酚的详细电子结构和反应性分析仍然有限；现有的数据往往存在较大不确定性，因为长烷基链的存在增加了DFT计算的计算成本，并引入了显著的构象灵活性。链的折叠和取向变化会显著影响分子的极性等性质。这意味着单一优化的几何结构可能无法充分代表整体平均行为[18],[20],[21]。此外，电离能理想情况下应通过光电子光谱实验确定；但对于较大的烷基酚，此类测量较为罕见或不可用，且可能受到热分解、分子排列效应或实验限制的影响。
本研究通过提供解释结构-反应性关系的定性描述符来填补这一空白。为了确保计算结果的准确性和可靠性，使用时间依赖DFT（TD-DFT）和6-311++G(d, p)基组进行了基准研究，以评估预测烷基酚激发态性质的最合适方法[22],[23],[24]。通过整合量子化学、光谱学和实时质谱技术，本研究超越了描述性环境研究，建立了理解烷基酚在大气和分析环境中行为的预测框架。
