The compound of 2,6-Bis[(9-phenylcarbazolyl)ethenyl]naphthalene (BPCEN-1), 2-[6-{1-Cyano-2-(9-phenylcarbazoly)vinyl}naphthyl]-3-(9-phenylcarbazolyl)acrylonitrile (BPCEN-2), 2,6-Bis[{4-(1-naphthy l)phenylamino} styrenyl] naphthalene (BNPASN-1), 2-[6-{1-Cyano-2-(naphthylphenylaminophenyl) vinyl}naphthyl]-3-(naphthylphenylaminophenyl)acrylonitrile (BNPASN-2) was analyzed electrochemically and spectroscopically and can be obtained by bonding phenylcarbazolyl, naphthylphenylaminophenyl and -CN ligands to 2,7-naphthalene. The electrochemical and spectroscopic study resulted in the P-type (BPCEN-1, BNPASN-1) being changed to N-type (BPCEN-2, BNPASN-2) according to -CN bonding despite having the same structure. The value of band gap(Eg) was revealed to be small as HOMO had shifted higher and LUMO lower. The Eg value for naphthylphenylaminophenyl ligand was reduced because it has a smaller HOMO/LUMO value than that of phenylcarbazolyl from a structural perspective. The electrochemical HOMO/LUMO values for BPCEN-1, BPCEN-2, BNPASN-1, BNPASN-2 were measured to be 5.55eV / 2.83eV, 5.73eV / 3.06eV, 5.48eV / 2.78eV, and 5.53eV / 2.98eV, respectively. By -CN ligand, the UV max, Eg and PL max were shifted to longer wavelength in their spectra and the luminescence band could be also confirmed to be broad in the photoluminescence (PL) spectrum.
Park, Seung-Hyun;Kim, Su-Jin;Kim, Jin-Dong;Park, Sung-Bae;Huh, Do-Sung;Shim, Yong-Key;Choe, Sang-Joon
Bulletin of the Korean Chemical Society
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제29권6호
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pp.1141-1148
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2008
Geometry optimizations and electronic structure calculations are reported for meso-tetraphenyl porphyrin (TPP) and a series of meso-substituted catecholic porphyrins (KP99150, KP99151, KP99152, KP99153, and KP99090) using density functional theory (DFT). The calculated B3LYP//RHF bond lengths are slightly longer than those of LSDA//RHF. The calculated electronic structures clearly show that TPP and meso-catecholic group contribute to π-electron conjugation along porphyrin ring for HOMO and LUMO, significantly reduced the HOMO-LUMO gap. The wavelength due to B3LYP energy gaps is favored with experimental value in Soret (B), and LSDA energy gaps are favored with experimental value in visible bands (Q). The electronic effect of the catecholic groups is to reduced energies of both the HOMOs and LUMOs. However, the distortion of porphyrin predominantly raises the energies of the HOMOs, so the net result is a large drop in HOMO and smaller drop in LUMO energies upon meso-substituted catecholic group of the porphyrin macrocycle as shown in KP99151 and KP99152 of Figure 5(a). These results are in reasonable agreement with normal-coordinate structural decomposition (NSD) results. The HOMO-LUMO gap is an important factor to consider in the development of photodynamic therapy (PDT).
Benzo[a]pyrene(BP)과 그들의 대사체들의 발암성을 PM3의 방법으로 조사하였다. BP분자내의 transbutadiene(TB)frame을 형성하는 4, 5, 5a, 그리고 6번 위치가 발암활성영역임을 LUMO 전자밀도로 예측하고 Ultimate carcinogen인 BP-triol의 발암활성영역이 10, 10a, 12c, 그리고12b 위치로 변화함을 알았다. TB 영역에 해당하는 Guanine의 HOMO와 BP-triol의 LUMO 사이의 전하이동량이 가장 큼을 알았다.
벼(Oryza sativa L.)를 위시하여 논잡초인 피(Echinochloa crus-galli)와 물달개비(Monochoria vaginalis Presl)에 대한 phenylvinylsulfone유도체(S)들의 제초활성을 측정 한 바, 발아 전후에 벼(Oryza sativa L.)이외의 잡초에 대하여 현저하게 속효성이고 선택적인 제초활성을 나타내었다. (S)의 phenyl기에 X-치환기가 변화함에 따른, 구조와 제초활성과의 관계(SAR)를 양자 약리학적 방법으로 분석한 바, 피의 경우에는 ${\pi}$상수가 클수록(${\pi}$<0) 그리고 LUMO가 음의 값으로 증가할수록 제초활성이 증가 하였다. 한편, 물달개비의 경우에는 ${\pi}$상수의 적정값(optimal value)이 1.10이었으므로 이 값에 가까울수록 제초활성이 클 것이며 HOMO에 의존적임을 알 수 있었다. 따라서 X-치환기로 전자끌게가 치환됨으로써 ${\pi}$상수가 크고(${\pi}$<01.10) 음의 값으로 HOMO와 LUMO가 클수록 고활성을 나타낼 수 있는 화합물의 조건들에 대하여 검토되었으며 실험사실을 합리적으로 설명할 수 있는 제초활성 작용기작(mode of action)을 가정 하였다.
Acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid(A 그룹), 또는 3-butenoic acid 4-pentenoic acid(B group) 등이 배위된 bis(trimethylphosphine) 팔라듐(O) 착물에서 ${\pi}$-및 metallacycle의 안정한 구조와 반응성을 분자역학법과 확장분자궤도함수법으로 조사하였다. 올레핀의 HOMO 및 LUMO 계수가 큰 A 그룹 리간드는 ${\pi}$-착물이 안정화되고, LUMO 계수가 상대적으로 적은 B 그룹 리간드는 금속함유고리화합물이 안정하였으며, 특히, 3-butenoic acid에서는 6원고리 화합물보다 메틸기를 갖는 5원고리 화합물이 더 안정함을 알 수 있었다.
새로운 전자 받개인 6,7-difluoro-2,3-dihexylquinoxaline을 이용하여 유기 태양 전지형 고분자를 개발하였다. Fluorene과 6,7-difluoro-2,3-dihexylquinoxaline으로 Suzuki polymerization방법을 이용하여 낮은 HOMO 에너지를 가지는 PFDTQxF 고분자를 합성하였다. 필름상태의 PFDTQxF은 368과 493 nm에서 두 개의 흡광도를 보였다. PFDTQxF의 HOMO와 LUMO 에너지는 각각 -5.55와 -3.91 eV을 나타내었다. PFDTQxF의 태양전지 소자는 0.47 V의 $V_{OC}$와 $4.48mA/cm^2$의 $J_{SC}$와 0.32의 FF를 가지고 있어 0.78%의 에너지 효율을 나타내었다.
새로운 2-alkoxyphenyl-3-phenylthioisoindoline-1-one 유도체(A & B)들의 치환기 변화에 따른 저항성(RPC; 95CC7303)과 감수성(SPC; 95CC7105) 고추역병 균주(Phyto pthora capsici)들의 살균활성에 대한 3차원적인 정량적 구조-활성관계(3D-QSAR)를 비교 분자장 분석(CoMFA) 방법으로 연구하였다. 정렬방법에 따라 field fit(FF) 보다는 atom based fit(AF) 정렬시에 양호한(AF>FF) 모델, A3 및 A7을 얻을 수 있었다. AF 정렬시, 부가적 설명인자로서 HOMO 및 LUMO 분자 궤도장이 추가된 H-bond와 standard field에서 유도된 균주별 두 모델의 cross-validated $r^2\;_{cv.}$값$(q^2=0.625{\sim}0.834)$과 non cross-validated 값$(r^2_{ncv.}=0.894{\sim}0.915)$에 근거하여 SPC 균주의 살균활성에 대한 모델, A7이 RPC 균주의 살균활성에 대한 모델, A3보다 양호한 예측성(q2)을 나타내었다. 두 균주에 대한 살균활성은 분자의 입체장$(66.8{\sim}82.8%)$, 정전기장$(10.3{\sim}4.6%)$ 그리고 분자 궤도장(SPC: HOMO, 12.6% 및 RPC: LUMO, 22.9%)이 영향을 미치는 중요한 요소이었다. 두 균주에 대한 선택성은 N-phenyl 고리상 ortho, meta-위치의 양하전과 S-phenyl 고리상 치환기의 친수성의 크기에 의존적이었다.
산촉매하에서 중합반응을 하는 고에너지를 함유한 옥세탄 유도체들을 ab initio HF/3-21G 방법으로 구조, 전하, 정전기 전위 등을 계산하고 그 결과를 고찰하였다. 계산 결과에 의하면 큰 치환체가 도입되거나 양성자화나 $BF_3$ 착물화에 의해 옥세탄 고리의 구조는 상당히 변화하며, 이것은 정전기적 상호작용이나 구조적 척력으로 설명할 수 있다. 옥세탄 유도체들의 친핵성 및 염기성은 옥세탄 산소원자의 음전하와 최소 정전기 전위의 크기로 설명할 수 있다. 공중합하의 옥세탄 유도체들의 반응성은 (1) 옥세탄 유도체의 염기성과 (2) 옥세탄 유도체의 HOMO 에너지와 활성화 옥세탄 중합 고리의 LUMO 에너지의 차에 의해 설명되어진다. 계산에 의하면 3-azidomethyl-3-methyl oxetane (AMMO)이 3-nitratomethyl-3-methyl oxetane (NMMO)보다 염기성이 크며, AMMO나 NMMO 사슬에 관계없이 반응성이 큼을 알 수 있다. 이 계산 결과는 이미 알려진 실험 결과들과 잘 일치한다.
폴리아민과 이미다졸 유도체에 대해서 AM1, PM3, ZINDO/1법으로 형성엔탈피(${\Delta}H_f$), HOMO, LUMO에너지 및 쌍극자힘(${\mu}_D$) 값을 얻었다. 이들 리간드를 Ni(II)에 배위시킨 Ni(II)착물의 저해활성효과를 ZINDO/1(Zerner''s Intermediate Neglect of Differential Overlap No.1)법으로 조사하였다. Ni(II)착물의 중심금속의 알짜전하 값이 0.03 이상과 형성엔탈피가 음의 값으로 300 eV이상에서 실험적인 저해활성 값이 나타남을 보였다. 그 결과 Ni(II)착물은 불안정한 5배위 사각피라미드형인 [Ni(dpt)(tn)]$^{2+}$(dpt=3,3''-diaminodipropylamine)(tn=1,3-diaminopropane)와 일그러진 사면체인 [Ni(N-PropIm)$_2$(NCS))$_2$](N-PropIm=N-Propylimidazole)를 제외한 착물에서는 저해활성 값이 나타남을 알 수 있었다.
The computational study on the fluoride ion binding with bis(bora)calix[4]arene has been performed using density functional theory and ONIOM model. The computed structure and fluorescent behavior of bis(bora)calix[4]arene was corresponded to experiment value. The binding energy for fluoride anion is computed to be 28.05kJ/mol in the chloroform solution. We also predicted that this sensing mechanism is only valid for fluoride ion in halogens. By analyzing molecular orbitals, binding with fluoride ion reduces energy differences between HOMO and LUMO, which leads to fluorescent sensing.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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