手性烯烃光驱动分子马达设计的理论研究

项目名称： 手性烯烃光驱动分子马达设计的理论研究

项目编号： No.11404141

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 房常峰

作者单位： 济宁学院

项目金额： 25万元

中文摘要： 近年来，人工合成手性烯烃类光驱动旋转分子马达的研究取得了长足的进展，成为分子器件与机器领域的研究热点。围绕烯烃碳—碳双键的光致异构化和分子在基态的热力学螺旋转变共同驱动马达产生360°持续定向旋转，其中基态螺旋转变的快慢决定了马达的主要机械性能（旋转频率）。本项目以具有手性特征的烯烃类光驱动旋转分子马达为研究对象，利用含时密度泛函理论（TD-DFT）和密度泛函理论（DFT），分别研究分子激发态和基态势能面性质。通过揭示马达的工作原理，对分子进行理论设计，采用改变立体中心活性基团尺寸、使用偶极特性烯烃、烯烃两侧使用不同芳香环或杂环等手段，探讨降低基态螺旋转变过程中势垒高度的方法，利用量子力学/分子力学（QM/MM）杂化方法预测环境因素（如溶液环境或吸附在固体表面）对马达机械性能的影响。目的在于为功能型光驱动分子机器的设计与合成提供理论指导，促进分子马达机械性能与有机分子材料研究的进一步发展。

中文关键词： 分子机器；光驱动分子马达；光分子开关；光致异构化；理论模拟

英文摘要： In recent years, considerable progress has been made in the study of artificial light-driven rotary molecular motors based on chiral overcrowded alkenes, which has attracted particular attention in the field of Molecular Devices and Machines. Through cons

英文关键词： Molecular Machine；Light-driven Molecular Motor；Molecular Photo-witch；Photoisomerization；Theoretical Modelling