胞嘧啶及其衍生物水合團簇之激發態動態學研究

施惠齊(Hui-Qi Shi)

指導教授 ： 鄭博元

國立清華大學/理學院/化學系/碩士(2011年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2011.00634

摘要

摘要

在本論文中我們利用飛秒雷射激發－探測多光子游離技術結合飛行時間質譜儀技術，研究水合團簇對於胞嘧啶、1-甲基胞嘧啶、5-氟胞嘧啶、5-甲基胞嘧啶之激發態衰減時間造成的影響。諸多理論計算及光譜實驗顯示我們可以將氣相中主要以酮式結構存在的1-甲基胞嘧啶，以及主要以烯醇式結構存在的5-氟胞嘧啶視為胞嘧啶在氣相中最主要的兩種互變異構物的模板，進而釐清各種互變異構物的光激發動態學行為。1-甲基胞嘧啶水合團簇的瞬時光譜訊號呈現單一指數衰減，其衰減時間常數t=0.12~0.15 ps，明顯比氣相單體（t=0.4~0.6 ps）快上許多；5-氟胞嘧啶水合團簇瞬時光譜亦呈單一指數衰減，衰減時間常數t=220~680 ps，明顯比氣相單體（t1=0.3 ps、t2=58 ps）慢上許多；至於胞嘧啶水合團簇，其瞬時光譜訊號呈現單一指數衰減，衰減時間常數t=0.19~0.45 ps，比氣相單體（t1=0.7 ps、t2=5.1 ps）快上許多，實驗結果暗示胞嘧啶水合團簇的瞬時光譜訊號可能主要來自酮式互變異構物。我們根據前人的理論計算歸納出胞嘧啶在水合後會傾向於形成較穩定的酮式互變異構物，並假設胞嘧啶在樣品爐中便已經與水分子結合，其中烯醇式互變異構物在質子轉移後形成相對穩定的酮式互變異構物水合團簇，因而導致胞嘧啶水合團簇的瞬時光譜訊號主要來自酮式互變異構物的貢獻。綜合實驗結果以及理論計算，我們提出一個可能的激發態衰減機制：胞嘧啶及其衍生物的氣相單體和水合團簇，無論是何種互變異構物種，都由基態被激發至(S1pp*)激發態後，先經過極快的分子內振動能重新分配過程，再進行C5-C6扭轉或能態間轉換的路徑，接著經由圓錐交錯回到基態，這兩種衰減路徑都存在能障，能障大小受到取代基以及水合作用的影響。

關鍵字

胞嘧啶 ； 互變異構 ； 超快激發態動態學

並列摘要

無資料

並列關鍵字

Cytosine ； Tautomerism ； Excited-State Dynamics

參考文獻

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