介绍
并四苯（C18H12）又称2,3-苯并蒽，是一种线性渺位缩合的多环芳烃（PAHs），由四个苯环线性链接而成，其价态电子结构中包含有大型π共轭电子体系。作为一类重要的有机半导体光电材料，并四苯及其衍生物在发光二极管、场效应晶体管和碳量子点等领域有良好的应用前景。与从煤焦油或石油渣油重质馏分中分离获得的萘、蒽、菲等小型线性并苯不同，并四苯以上的大型线性并苯在自然资源中很少存在，常需要通过多步反应合成才能得到，但由于在自然环境条件下这些大型并苯的高化学反应活性，使得它们的合成具有非常高的难度。
图一 并四苯
分子结构优化
对并四苯分子进行结构优化，计算获得的所有振动频率均为正值，且无虚频，表明优化后的分子结构为稳定构象。并四苯分子优化后的全局最小能为-693.329 361 45 a.u.。图二列出了优化后并四苯分子中各原子间的键长、键角和二面角等结构参数，括号中的数字是原子编号，R是键长（nm),A是键角（°），D是二面角（°）。并四苯分子有33个键（包括12个C—H和21个C—C）、54个键角和84个二面角。并四苯的C—H键长约为0.108 5 nm，其C—C键长在0.136 0～0.145 0 nm范围，因周围环境而异。并四苯的键角在120°左右，二面角为0°或180°。并四苯是具有高度对称性的平面线性分子。
图二 并四苯分子中各原子间的键长、键角和二面角等结构参数
IR和Raman光谱
在B3LYP/6-311++G(d,p）水平计算获得的红外光谱和拉曼光谱如图2所示。在红外光谱中，并四苯分子有13个较为明显的红外振动峰，分别位于3 188、1 674、1 581、1 430、1 367、1 314、1 149、1 020、979、922、759、562、474 cm-1处。与文献和SDSB图谱数据库中压片法获得并四苯的红外光谱相比，虽然峰强度存在一些差异，但峰位置基本相同，尤其是矫正后的峰位置具有良好的一致性。在拉曼光谱中，并四苯分子有8个较为明显的拉曼特征峰，分别位于762、1 021、1 224、1 423、1 478、1 575、1 646、3 164 cm-1处，与文献报道的并四苯实测的拉曼光谱的出峰位置有较好的一致性[1]。
图三 IR和Raman光谱
参考文献
[1]范青杰,赖仕全,岳莉,等.基于密度泛函理论的并四苯分子结构与振动光谱研究[J].辽宁科技大学学报,2020,43(6):410-418.DOI:10.13988/j.ustl.2020.06.003.