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4-苯乙烯基喹啉光异构化动力学的NEXMD建模

DOI：10.1021/acs.jpca.8b09103 期刊：The Journal of Physical Chemistry A 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:21:21
摘要： 分子体系的异构化在化学和生物学中普遍存在，对许多应用也具有重要意义。原子尺度模拟有助于确定影响该过程的可调参数。本文采用非绝热激发态分子动力学（NEXMD）软件研究典型分子4-苯乙烯基喹啉（SQ）的光致异构化过程。反式-SQ在激光照射下会转化为二氢苯并菲啶（DHBP），其中顺式构象体作为中间体。我们研究了三种不同外部刺激（即非极性与极性溶剂、低与高光激发能、真空与恒温热?。┤绾斡跋霺Q的反式到顺式光异构化。结果表明：隐式溶剂化和热浴产生的极化效应对异构化过程起关键作用，而光激发能对结果和效率的影响较小。我们还发现NEXMD能准确捕捉基态与第一单重激发态间的能量分布，证实存在两条通过吸收不同光子数到达最终稳定产物的反应路径，与实验结果一致。最终证明NEXMD是研究不同环境与初始条件下激发态单分子动力学的有效工具。
作者： Andrew E. Sifain，Brendan J. Gifford，David W. Gao，Levi Lystrom，Tammie R. Nelson，Sergei Tretiak
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研究概述 实验方案

研究目的

利用非绝热激发态分子动力学（NEXMD）软件研究外部刺激对4-苯乙烯基喹啉（SQ）光异构化的影响。

研究成果

该研究表明，NEXMD是研究不同环境和初始条件下激发态单分子动力学的有效工具。结果显示，隐式溶剂化和热浴产生的极化效应显著影响异构化过程，而光激发能量的影响较小。研究还证实了通向最终产物的两条不同反应路径（其区别在于吸收光子数量），与实验发现一致。

研究不足

该研究的局限性在于所采用的计算理论水平可能无法准确描述光异构化过程的所有方面，例如S0/S1锥形交叉。此外，隐式溶剂模型假设溶质与溶剂的极化处于平衡状态，这可能无法捕捉非平衡效应。

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