34, sử dụng dẫn xuất của coumarin làm fluorophore, phát hiện chọn lọc ion Hg(II) dựa trên phản ứng đặc trưng của ion Hg(II), phản ứng loại bỏ nhóm bảo vệ
1.7.2. Ứng dụng hóa học tính toán trong nghiên cứu cấu trúc và thuộc tính electron của các chất
electron của các chất
Venkatachalam S, Karunathana R, Kannappan V đã công bố những kết quả thu được khi sử dụng phương pháp phiếm hàm mật độ 3 thông số của Becke (B3LYP) với bộ hàm cơ sở 6-311++G(d,p) để nghiên cứu cấu trúc phân tử benzothiazole-một hợp chất đã được sử dụng làm fluorophore cho nhiều sensor huỳnh quang và các thuộc tính electron của nó. Kết quả cho thấy, các giá trị tính toán khá tương đồng với các dữ liệu thực nghiệm [150]. Những tính toán này đã được áp dụng đối với các phức, trong đó có phức của ion Hg(II) và ion Cu(II) với flurbiprofen và thu được kết quả tốt khi đối chiếu với dữ liệu thực nghiệm, kể cả về cấu trúc và các thuộc tính electron [133]. Ngoài ra, các phương pháp phân tích nguyên tử trong phân tử (AIM) và orbital liên kết thích hợp (NBO) đã được sử dụng kết hợp và cho các kết quả tốt trong nghiên cứu thuộc tính electron và bản chất các liên kết trong phân tử [21].
Phổ hấp thụ của các chất có thể thu được từ tính toán lượng tử phụ thuộc thời gian, phương pháp hay được sử dụng là TD-DFT (phiếm hàm mật độ phụ thuộc thời gian). Phân tử sau khi tối ưu hóa, thực hiện tính TD-DFT, kết quả sẽ cho biết các
bước chuyển electron khả dĩ trong phân tử với các cường độ tương ứng. Vikas Padalkar và nnc đã sử dụng phương pháp TD-DFT để nghiên cứu huỳnh quang theo cơ chế ESIPT của 2-(1,3-benzothiazol-2-yl)-5-(N,N-diethylamino) phenol với benzoxazole và benzimidazole tương tự. Các bước sóng hấp thụ và phát xạ phù hợp tốt với những bước sóng đã được dự báo khi sử dụng phương pháp TD-B3LYP/6- 31G (d) [149].
Ngoài phổ hấp thụ, thì phương pháp TD-DFT cũng cho phép tính toán phổ huỳnh quang của các chất. Hình 1.33 trình bày giản đồ tính toán năng lượng hấp thụ (Evert-abso), năng lượng phát xạ huỳnh quang (Evert-fluo) giữa trạng thái cơ bản (GS) và trạng thái kích thích (EES). Trong đó: EGS là năng lượng ở trạng thái cơ bản; EEES là năng lượng ở trạng thái kích thích; EZPVE là năng lượng dao động điểm không; E0-0 là năng lượng kích thích; RGS là cấu hình bền ở trạng thái cơ bản; REES là cấu hình bền ở trạng thái kích thích.
Hình 1.33. Giản đồ tính toán năng lượng hấp thụ, năng lượng phát xạ huỳnh quang giữa trạng thái cơ bản và trạng thái kích thích [15]
Sự khác nhau giữa năng lượng trạng thái EES với trạng thái GS tại vị trí hình học tối ưu của trạng thái GS là năng lượng hấp thụ (thẳng đứng):
Evert-abso = EEES(RGS) – EGS(RGS) (1.1) Sự khác nhau giữa năng lượng trạng thái EES với trạng thái GS tại vị trí hình
EES EZPVE (REES)