氮混杂金属卟啉吸收光谱性质的理论研究

采用密度泛函理论在 B3LYP/6-31+G(d)水平上研究了4种金属 Mg, Ni, Cu, Zn 配位的自由卟啉(FBP)及氮混杂卟啉(NECP)的几何结构及分子轨道能级.采用含时密度泛函理论(TD-DFT)方法计算了金属与2种卟啉配位后在气体条件下的电子吸收光谱,包括激发能、吸收波长、跃迁组成和振子强度.计算结果表明,与金属配位的 FBP(M-FBP)具有 D4h对称性,分子轨道能级 HOMO/ HOMO-1和 LUMO/ LUMO+1因能级相近发生简并, HOMO-LUMO 轨道能级差大约3.0 eV,在 Soret 带出现较强吸收峰.由于 C/ N 原子位置的改变,非对称性结构的 M-NECP 前线轨道组成发生改变,轨道能级差(HOMO-LUMO)减小至2.6 eV 左右,且能级发生分裂, Soret 带出现多个电子吸收谱峰, Q 带也出现吸收峰.本文研究了水、氯仿和苯3种不同极性溶剂对 M-FBP 和 M-NECP 的分子轨道及电子吸收光谱的影响,结果表明,随溶剂极性减弱金属配合物的电子吸收光谱发生红移,并且吸收峰强度增强.