• 한국재료학회지
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• 제19권9호
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• pp.510-515
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• 2009

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.

• 대한화학회지
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• 제28권5호
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• pp.284-292
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• 1984

치환체-E-arene-diazocyanides와 nitrosobenzenes의 (4+2) 고리첨가 반응의 배향성에 대한 치환기 및 산 촉매효과와 반응성을 예측하기 위하여 Diels-Alder 반응의 열 또는 촉매반응에 대하여 Frontier orbital theory (FMO)이론을 적용해서 CNDO/2 방법과 EHT-SPD 방법으로 고찰하였다. (1) 위 반응은 Hammett 식의 rho(${\rho}$)값이 양이므로 normal electron demand 반응형태를 가지며 4-FMO 및 Anh 방법이 실험적인 주 배향체와 일치함을 알았다. (2)전자끄는 기로 치환되면 dienophile의 HOMO, LUMO 궤도함수에너지가 낮아지고 반응성이 커지는 것을 알았다. (3)Lewis 산은 dienophile과 착물을 형성하고 dienophile의 LUMO계수를 정 반대로 분극시켜 주므로 주 배향제는 B형으로 예측된다. (4) diene HOMO-dienophile LUMO 상호작용의 안정화 에너지 (${\Delta}$E)와 Hammett식의 시그마 (${\sigma}$)값과의 그라프에서는 좋은 직선성을 보여 주었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제19권5호
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• pp.527-530
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• 1998

This paper presents the electrochemistry and molecular orbital (MO) picture of a series of conformationally-restricted thioxantone derivatives. A series of $C_2-substituted$ thioxanthones were examined to probe the electronic influence of the substituent on the electrooxidation and electroreduction sites (i.e., on the electron densities at the 10-and 9-positions), respectively. In the presence of "electrophoric" groups such as C=O and S, characteristic electrochemical reduction and oxidation responses are observed. The electrochemical reaction was diffusion-controlled, because the $I_p/{\upsilon}^{1/2}$ ratio was constant for the anodic and cathodic wave of thioxantone derivatives. These substituent effects are presented in terms of correlations of oxidation (or reduction) potentials with the highest occupied molecular orbital (HOMO), or lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) energies, respectively. There is good correlation between energies of the HOMO vs. $E_{pa}^{(+)}$ and energies of the LUMO vs. $E_{pc}^{(-)}$. Frontier Molecular Orbital (FMO) is changed by the functional group of thioxanthones. FMO energy level was offered us the information about the electron transfer direction, and the coefficient of FMO was offered the information about the electron transfer position. Sulfur atom has an important effect on oxidation potential, $E_{pa}^{(+)}$ and the carbonyl carbon has an important effect on reduction potential, $E_{pc}^{(-)}$. Therefore we were appreciated that the contribution of sulfur atom for the $E_{pa}^{(+)}$ and HOMO energies is larger than the contribution of carbonyl group for the $E_{pc}^{(-)}$ and LUMO energies.

• 한국염색가공학회지
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• 제25권2호
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• pp.89-93
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• 2013

The electrochemical study has been enjoyed in many areas of chemistry. Through this approach using electrochemical measurement, empirical HOMO and LUMO values can be calculated by three methods such as absorption measurement, cyclicvoltammetry and computational calculations. In this study, 1,3-bisdicyanovinylindane was prepared and investigated toward its optical properties. The absorption intensities were changed depending on changes of pH. These absorption changes are induced by resonance form of 1,3-bisdicyanovinylindane. The electron delocalization in ${\pi}$ system is related to the resonance form. In according to this electron density distribution and HOMO/LUMO values of 1,3-bisdicyanovinylindane were simulated and calculated by Material Studio 4.3, absorption measurement and cyclicvoltammograms. The 1,3-bisdicyanovinylindane is one of the most attracted acceptor units in D-${\pi}$-A system. This attempt is useful to determine more detailed characteristics of the energy potentials.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권4호
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• pp.1005-1010
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• 2014

We have performed DFT calculations to devise some possible fullerene dimers (from $C_{60}$ and $C_{80}$) connected through $C_{24}$ and $C_{36}$ bridge cages with the face-to-face linking model. The fullerene dimers with $C_{36}$ bridges have lower binding energies and greater HOMO-LUMO gaps than those of the fullerene dimers with $C_{24}$ bridges. Also, the replacement of $C_{60}$ cages with $C_{80}$ ones always leads to an increase in binding energies and HOMO-LUMO gaps in these systems. Dimerization of $C_{60}$ and $C_{80}$ fullerenes with $C_{24}$ and $C_{36}$ results in a significant decrease in antiaromaticity of the antiaromatic cages $C_{24}$ and $C_{80}$, and an increase in the aromaticity of the aromatic cages $C_{36}$ and $C_{60}$. Therefore, DFT results indicate that those fullerene dimers involving the initially harshly antiaromatic $C_{24}$ or $C_{80}$ cages are more energetically favorable configuration than the fullerene dimers involving the aromatic $C_{36}$ and $C_{60}$ cages.

• 대한화학회지
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• 제31권2호
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• pp.133-142
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• 1987

시클로로펜타디엔과 메틸기로 치환된 알렌의 산 및 에스테르간의 (4+2)고리화반응에서 입체 선택성을 $\pi$-비결합상호작용($\pi$-NBI)을 적용하여 고찰하였다. 열반응에서는 diene(LUMO)-dienophile (HOMO)만을 고려한 2-FMO방법이, 산촉매반응에서는 diene (HOMO)-dienophile (LUMO)상호작용만을 고려한 2-FMO방법이 이들의 입체선택성의 결정에 중요하였다. cumulated diene계의 친디엔체에서 메틸 치환기는 알렌구조와 through-bond 상호작용에 의해 $\pi$-isoconjugate diene 구조를 형성하여 컨쥬게이션기로 작용하며 FMO의 에너지에 narrowing effect를 주고 있으나 이같은 $\pi$-isoconjugated diene 구조를 만들 수 없는 친디엔체에서는 메틸기가 단순히 전자주는기로 작용한다. 열반응에서 입체선택성은 에틸렌 분자와 마찬가지로 메틸 치환기의 $\pi$-비결합 2차궤도 상호작용($\pi$-NSOI)에 의해서 좌우되었다.

• 대한화학회지
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• 제67권3호
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• pp.175-180
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• 2023

Tetra-aryl substituted A4-type porphyrins (TP, TD, TA) and trans-A2B2 porphyrins (DDP1, AAP1) with electron-donating or withdrawing groups were synthesized. The band gap energy of those porphyrins was calculated from their UV-Vis spectra and CV data. With an electron-withdrawing group, the band gap energy of porphyrin TA increased via the LUMO energy up. Meanwhile, the introduction of an electron-donating group decreased the band gap of porphyrin by HOMO level up as as in the case of porphyrin TD. The band gap (2.19-2.28 eV) of metalloporphyrin PP-Ni was greater than those (1.81-2.06 eV) of non-metalloporphyrins PP due to the LUMO level up.

• Advances in environmental research
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• 제1권4호
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• pp.257-276
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• 2012

QSAR models for chlorinated alkenes were developed between $E_{HOMO}$ and their chlorine and carbon content. The aim is to provide valid QSAR model which is statistically validated for $E_{LUMO}$ prediction. Different molecular descriptors, $N_{Cl}$, $N_C$ and $E_{HOMO}$ have been used to take into account relevant information provided by molecular features and physicochemical properties. The best model were selected using Partial Least Square (PLS) and Multiple Linear Regression (MLR) led to models with satisfactory predictive ability for a data set of 15 chlorinated alkene compounds.

• 대한화학회지
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• 제40권4호
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• pp.229-234
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• 1996

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.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2009년도 제41차 학술발표회
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• pp.21-22
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• 2009

최근, 헵타메틴 시아닌색소(heptamethinecyanine)는 그 적용 범위가 넓기 때문에 많은 연구자들의 관심을 받고 있다. 특히, photo-sensitizers, dye lasers, optical recordings와 storage media 등 다양한 분야에 적용이 가능하다. 헵타메틴 시아닌색소의 주된 특징은 polymethine 사슬에 연결된 cyclohexene 고리에 의하여 근적외선 부근에서 흡수가 이뤄진다는 것이다. 근적외선 색소의 흡수 특성을 HOMO와 LUMO 에너지 전위를 사용하여, 수치화 함으로써 분자간, 분자내 상호작용을 분석 할 수 있다. 따라서, 본 실험은 헵타메틴 시아닌 색소의 치환체에 따른 전기화학적 특성을 순환 전압-전류법(Cyclic voltammetry)과 분자 모델링을 통하여 HOMO와 LUMO의 에너지 준위를 구하고, 치환체 효과가 헵타메틴 시아닌색소에 미치는 전기화학적 특성을 UV-Vis와 계산으로부터 얻어진 에너지준위를 분석하고자 한다. 본 실험에 사용된 Uv-Vis 스펙트럼 측정은 Agilent 8453 UV-Vis spectrophotometer를 사용하였고, 전기화학적 분석 방법인 순환 전압-전류법은 Versa STAT 3 (Princeton allied research in USA)를 사용하였다. 순환전압-전류법의 측정은 Acetonitrile 용액에 $TBAPF_6$ (Tetrabutylammonium hexafluorophosphate)를 전해질로 하고, Ag/$Ag^+$을 기준전극으로 사용하여 주사 속도를 50mV/s로 하여 측정 하였다. 치환체에 의한 영향을 알아보기 위하여 분자구조 최적화 모델링을 사용하였다. 3차원 분자입체 특성 및 에너지 준위 상태는 Materials studio 4.2를 사용하여 특성을 예측 하였다. 본 연구에서는, 헵타메틴 시아닌 색소의 기본 골격에 각기 다른 치환체를 치환 시켜 치환체에 의한 영향을 전기화학적인 방법인 순환 전압-전류법(Cyclic voltammetry)와 분자 모델링 방법을 사용하여, HOMO와 LUMO에너지 준위 값을 구함으로써 치환체에 의한 영향을 알아보았다. 치환체로는 Dye 1과 Dye 2로 치환된 헵타메틴 시아닌 색소를 사용하였다. 이렇게 얻어진 HOMO/LUMO 에너지 준위 값으로부터 이온화 에너지($I_p$)와 전자 친화도($E_a$) 또한 구할 수 있는데, $I_p$와 $E_a$는 분자 오비탈과 전자전이에 관련된 값들이고, 이는 계산을 통하여 얻을 수 있다. 순환 전압-전류법의 계산 방법은 봉우리 전위(peak postential)와 (onset potential)방법이 있는데, 이 계산을 통한 전위 값들이 봉우리 전위 계산 방법이 onset potential 방법에 비하여 작은 전위 값으로 나타난다. 하지만 이 두 가지 방법 모두 현재 순환 전압-전류법을 사용하여 HOMO/LUMO 에너지 준위를 측정하는 방법에 쓰이고 있으며, 어떠한 계산 방법이 더 정확하다고는 말 할 수 없지만, 본 실험 결과를 통하여 비교 분석한 결과 onset potential 계산 방법이 봉우리 전위 계산 방법에 비하여 정확하다고 판단된다. Dye 1과 Dye 2를 순환 전압-전류법으로 측정한 결과 각기 다른 전위를 나타내고 이것을 계산을 통하여 정량화하면 Dye 2가 Dye 1에 비하여 높은 전위 값을 갖음을 알 수 있는데, 이것은 ethyl 에 비하여 surful 원자의 전자공여성이 더 크다고 할 수 있다.