尹爱萍, 孙金鱼, 石玉芳, 王迎进, 赵明根

应用化学 2022, 39 (7): 1138-1146. DOI:10.19894/j.issn.1000-0518.210346

摘要（313）

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以α-三联噻吩甲醛为原料，与3种二氯苯乙酮发生Claisen-Schmidt缩合反应，合成了3种含有三联噻吩基的查尔酮衍生物：1-（α-三联噻吩-2-基）-3-（2，4-二氯苯基）丙烯酮（a）、1-（2，5-二氯苯基）-3-（α-三联噻吩-2-基）丙烯酮（b）和1-（3，4-二氯苯基）-3-（α-三联噻吩-2-基）丙烯酮（c）。借助核磁共振波谱仪（¹H NMR、¹³C NMR）和液-质联用谱仪（LC-MS）对其结构进行了表征；采用Z-扫描技术（600 nm，180 fs）测定了3个化合物的非线性光学吸收性能；运用含时密度泛函理论（TD-DFT）方法计算了它们的极化率（α₀）、静态第一超极化率（β₀）、振子强度（f₀）、跃迁能（ΔE）、基态和最主要激发态之间的偶极矩差（Δμ）、最主要激发态的主要组成、最高占据分子轨道（HOMO）和最低空分子轨道（LUMO）之间的能隙，同时测定了它们的线性光学性质。结果表明，化合物c的紫外吸收波长、荧光发射波长、热稳定性、极化率均最大；化合物a—c均存在分子内电荷转移现象，非线性吸收均为双光子吸收，化合物a、b还有五阶非线性吸收，它们均表现出超快非线性光学响应，可作非线性光学研究备选材料。

由图3可知，化合物 a- c的荧光最大发射波长比较大，分别为550.1、551.1和559.6 nm，与紫外最大吸收波长差异类似，无论是发射波长还是荧光强度，均是化合物 c的最好，说明取代基氯原子位置的不同，对化合物分子的紫外吸收和荧光发射具有同样的影响作用。紫外吸收光谱与荧光发射光谱共同表明，化合物 c的刚性平面性最好。良好的共平面程度有利于获得更好的三阶非线性光学性能［23］。

同时，3个化合物分子从基态到最主要激发态的Δ μ顺序为11.2009（ c）>9.9322（ b）>9.7792（ a），也有利于 c产生较大的超极化率。另外，从基态的轨道能量看，化合物 c的较低，在3个异构体中相对稳定性最高，这也从它们的DSC/TG曲线图中得到印证。上述3个化合物计算所得各Kohn-Sham轨道参见辅助材料图S10-S12。