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《Journal of Fluorescence》（JCR Q2，IF:3.4）上发表了题为 “Substituent and heteroatom electronegativity effects on ESIPT, fluorescence properties, and antioxidant activity of 5,3′-Dihydroxy-7,4′-dimethoxyflavone derivatives” 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。
本研究以5,3′-二羟基-7,4′-二甲氧基黄酮分子（PLO）及其衍生物为研究对象（图1），采用密度泛函理论（DFT）和含时密度泛函理论（TD-DFT）方法，系统研究了取代基效应和杂原子电负性对黄酮类化合物激发态分子内质子转移（ESIPT）过程、荧光性质及抗氧化活性的调控机制。
图1 5,3′-二羟基-7,4′-二甲氧基黄酮（PLO）及其衍生物的分子结构
结果表明，该类分子在激发态下能够自发发生ESIPT过程，并表现出显著的斯托克斯位移（图2）。吸电子基团（-CN）和硫取代（O→S）能够增强分子内氢键作用，促进ESIPT过程并提高荧光性能；而给电子基团（-NH2）虽然导致荧光猝灭，却显著增强了分子的抗氧化活性。进一步研究发现，3′-OH位点是自由基清除反应的主要活性位点。通过分析HAT、SPLET和SET-PT三种抗氧化机制，揭示了不同结构修饰对抗氧化性能的影响规律。其中，-NH₂取代能够显著降低键解离焓和电离势，提高自由基清除能力；而-CN取代则主要通过促进SPLET机制增强抗氧化活性。该研究阐明了取代基效应和电负性调控黄酮类化合物荧光与抗氧化性能的内在机制，为高性能发光材料、荧光探针及抗氧化功能分子的理性设计提供了重要理论依据。
图2 PLO/PLS及其衍生物在甲醇溶液中的紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱
本研究获得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/10.1007/s10895-026-04836-y
