1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）
{title}1.1激发态分子内质子转移(ESIPT) 激发态分子内质子转移（ESIPT）是指有机化合物分子在光作用下从基态跃迁到激发态后，分子内某一基团上的氢（质子）通过分子内氢键，转移到分子内邻近的N、S、O等杂原子上，形成互变异构体的过程。
ESIPT现象广泛存在于自然界，是生物、化学反应过程中最基本的质子转移方式之一。
激发态质子转移化合物分子被激发后，不仅出现构型上的变化，而且伴随几个瞬间电子态的排布和弛豫，分子的发光性质会发生很大的变化。
基于这一独特的光物理行为，ESIPT化合物具备了作为一类具有优异性能的功能材料的潜质，有可能应用于荧光传感器、电致发光材料、激光材料、光开关、光存储及紫外光稳定剂等光电材料和器件领域[1-5]。
对于ESIPT化合物的研究最早开始于上个世纪60年代，cohen等[6]在水杨酰苯胺的光谱中发现了较大的Stokes位移，并将其归结为质子转移异构行为的作用。
进一步的研究发现，酮式互变异构体还存在着顺式酮式（cis-Keto）和反式酮式（trans-Keto）两种不同的构型。
随后，在非质子溶剂中观察到3-羟基黄酮（3-HF）明显的黄绿色发光，同样将其归结为质子异构体的发光[7] 。
Welle等科学家首次发现了水杨酸具有很大的Stokes位移并且与其他类似物不同，与此同时也证明了水杨酸具有ESIPT的特性[8] 。
因此，更多的科学家把时间精力投入到ESIPT分子的理论研究和实验中来。
1966年，Lamola测得光谱实验数据，通过数据得到了溶剂对ESIPT动力学过程的影响[9] 。
1985年，Strandjord等人通过相同取代基在不同位置和不同取代基以及3-HF的pKa，吸收，NMR和荧光性质，从而得出了质子转移过程的动力学影响[10] 与取代基有关。
超快光谱技术和激光的快速发展和成熟，给研究ESIPT的热力学和动力学过程提供了有利的条件。
1988年，Grabowska等科学家首次使用皮秒光谱技术研究了有机化合物的H转移机理[11] 。
Chou等科学家利用飞秒荧光上的转化，稳态谱和瞬态吸收的方法对ESIPT过程进行了深入的研究并且取得了令人瞩目的成果[12-16] 。
另外，由于理论化学的快速发展，许多科学家都尝试使用理论化学的方法来解释ESIPT的机理及独特的实验现象。
1990年，Dick首次运用半经验INDO/S和AMI方法优化，获得了3-HF的基态和激发态稳定的分子构型[17] 。
1995年，Sobolewski和Domcke利用从头算方法来尝试，得到了邻羟基苯甲醛的势能曲线[18] 。
1999年，Estiu等人利用从头算，半经验以及密度泛函方法计算了3-羟基硫酮和类似物的基态和激发态的稳定结构、势能曲线，激发态，同时比较三种方法的好坏[19] 。
对ESIPT分子的早期研究主要是解析其光物理和光化学性质以及合成新型的ESIPT分子。
随着对ESIPT分子研究的深入了解，越来越多的科研工作者开始将研究重点转移到开发ESIPT分子的实际应用上来。
比如，基于ESIPT分子的基态以及大的Stokes位移条件下反相的质子转移，科研工作者已成功开发出闪烁计数器、太阳能聚集器、紫外稳定剂等[20-22] ；根据周围介质的敏感性和ESIPT过程，科研工作者已成功将ESIPT分子作为荧光探针[23-24] ；此外，因为ESIPT分子较宽的半峰宽以及双荧光发射，可将其用于研发白光材料[25-28] 。
1.2 影响ESIPT过程的主要因素 在ESIPT过程中，影响该类荧光分子量产率的主要因素[29-30] 有以下方面：（1）氢键：分子内氢键是影响ESIPT过程的重要因素。
特别在质子化溶剂体系中，溶剂与荧光分子间形成的分子间氢键，例如甲醇等作为氢键受体溶剂会阻碍荧光分子形成分子内氢键，而对ESIPT过程产生影响。
（2）扭曲的分子内电荷转移：在溶液体系中，经历ESIPT过程处于酮式激发态的荧光分子，扭曲的分子内电荷转移是导致其荧光猝灭的途径之一。
该效应主要受分子内氢键的几何构型特性和分子内环状结构中碱性原子的影响，会连同分子内氢同时作用于ESIPT分子内的酮式激发态，抑制荧光分子在该状态下的荧光发射。
（3）分子内化学键旋转：在溶液体系和刚性介质中，限制ESIPT过程中的分子内化学键旋转是荧光量子产率的主要方法。
限制分子内化学键旋转可以有效地抑制如振动和转动弛豫非辐射途径，同时还可以使分子内氢键形成时的几何构型得以有效保持。
（4）顺反（cis-trans）异构化：溶液状态下，ESIPT过程中分子处于酮式激发态时的顺反异构化会使激发态失活，导致荧光猝灭。
但是，在刚性介质中，分子间的紧密堆积使酮式激发态下的顺反异构化受到限制，阻断了非辐射衰减途径，致使荧光增强。
（5）烯醇构象异构体的扭转、平面性：烯醇构象异构体的稳定性取决于质子给体环和质子受体环的扭转。
与溶液状态相比，在固体状态下，由于受到物理约束，扭动、转动较少。
然而，在溶液状态下，会发生由于转动导致的高效的无辐射衰减过程。
1.3典型质子转移化合物2-取代苯并唑系化合物质子转移明显，对这类分子的质子转移的研究此前已有相关报道，例如超分子作用对HBT（2-（2-羟基苯基）苯并噻唑）质子转移现象的研究。
2-（2-羟基苯基）苯并咪唑（HPBI）是典型的质子转移化合物，其荧光性能研究虽已有相关报道，但对其在强极性介质中产生的苯并咪唑基酚氧负离子的研究较少。
此外，HPBI在不同的介质中可能有不同的存在形式，介质环境对HPBI的质子转移效率影响是必然的，因而也可能影响HPBI的非线性光学性能等光物理光化学性质。
因此，关于溶剂效应影响质子转移的研究，仍有重要的理论意义和应用价值。
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常采用的表征手段有核磁共振氢谱（用于检测产物分子结构）和质谱（用于检测产物分子量）。
