近日，物理与电子工程学院、新疆发光矿物与光功能材料重点实验室向梅、布玛丽亚·阿布力米提教授团队在国际学术期刊《Chemical Physics Letters》（JCR Q2，IF:3.1）上发表了题为 “Effects of substituents and solvent polarity on ESIPT and antioxidant activity of 2,6-Dihydroxybenzaldehyde” 的学术论文。该论文的通讯作者为向梅、布玛丽亚·阿布力米提和王晓宁教授，第一作者为硕士研究生马浩然，新疆师范大学为第一完成单位。
本研究采用密度泛函理论（DFT）和含时密度泛函理论（TD-DFT）方法，对2,6-二羟基苯甲醛分子（2,6-DHBA）及其衍生物进行了系统研究（图1）。计算中选用了CAM-B3LYP泛函和6-311G(d,p) 基组，对分子的基态（S0）和激发态（S1）结构进行了优化和频率分析。同时，通过比较理论模拟得到的紫外-可见吸收光谱与实验测量结果，验证了计算模型的可靠性，为后续机理分析提供了坚实基础
图1 2,6-DHBA、2,6-DHBA-CN和2,6-DHBA-NH2分子的结构
研究发现，取代基效应对2,6-DHBA的激发态分子内质子转移（ESIPT）过程和抗氧化性能具有显著调控作用。吸电子基团-CN能够增强羟基酸性，降低质子转移能垒，从而促进ESIPT过程，但同时提高分子电离能，削弱其自由基清除能力；相反，供电子基团-NH2会抑制质子转移，却显著降低电离能和O-H键解离能，增强单电子转移（SET）和氢原子转移（HAT）能力，从而提高抗氧化活性。此外，溶剂环境同样对ESIPT过程具有重要影响。研究表明，低极性溶剂二氯甲烷（DCM）中分子内氢键作用更强，更有利于质子转移；而高极性溶剂二甲基亚砜（DMSO）通过形成竞争性分子间氢键，抑制了ESIPT过程。势能面分析进一步揭示（图2），无论是2,6-DHBA还是其取代衍生物，在光激发至第一激发态后均表现出近乎无能垒的质子转移特征，能够迅速由烯醇式结构转变为更稳定的酮式结构，展现出高效的光响应行为。该研究系统阐明了取代基效应和溶剂环境对2,6-DHBA激发态质子转移及抗氧化活性的调控机制，揭示了“促进ESIPT与增强抗氧化活性此消彼长”的内在规律，为新型抗氧化剂、金属离子螯合剂及功能发光材料的设计提供了重要理论依据。
图2 2,6-DHBA分子在DCM和DMSO溶剂中的势能曲线
本研究获得新疆自然科学基金面上项目（项目编号：2023D01A40、项目编号：2024D01B59）、新疆高校科研计划项目（项目编号：XJEDU2023J030）、国家自然科学基金（项目编号：22363011）、新疆天山青年人才培养计划（项目编号：2024TSYCCX0064）以及中国科学技术大学-新疆师范大学对口合作发展联合基金（项目编号：XJNULH2503）的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cplett.2026.142681
