在基态下，烯醇式分子E受到激发后生成激发态E*，在此过程中分子中电子受激发生跃迁，电荷密度重新排布，能级发生改变。所以，分子的能量、键长、键能、键角、二面角、偶极矩、pKa值、氧化还原电位、电离势和电子亲和能以及HOMO/LUMO轨道均会发生一定程度的变化。本节主要是围绕构型、能量以及轨道能级等方面进行系统阐述，其中选择目标化合物C1作为研究模板。
通过对目标化合物理论计算与单晶数据分析，结合现阶段研究现状[281-291]，可以认为目标化合物C1是可以发生激发态分子间质子转移（ESPT），而且这一过程会形成一个由分子间氢键链接的环状结构二聚体模型，如图。
图3.1 目标化合物C1形成二聚体模型图
对于一个能发生ESPT现象的活性分子来说，分子氢键的作用力与键长的大小有很大关系。其在基态（S0）和第一单重激发态（S1）都存在烯醇式（E，E*）、酮式（K，K*）以及过渡态（TS，TS*）结构，采用HF和CIS方法进行分子优化，主要的结构参数以及ESPT过程主要参与化学键键长。(www.xing528.com)
对比发现目标化合物的理论计算结构参数与单晶数据基本一致。从计算结果可以看出，与氢键中质子转移密切相关的其他双键明显伸长，单键明显缩短，各键长更趋于平均。其中O-H间的距离增大，同时N-H间的距离缩小，激发条件下明显缩短了质子转移的距离。这一变化也表现在其他存在类似结构的分子中。相反，参比化合物中相关键长则没有表现出这样明显的变化，而且参比化合物中没有分子间氢键的形成，主要是参比化合物的羟基保护造成的。
以目标化合物C1为例，对比C1分子单体与二聚体在基态与激发态时主要化学键变化可以看到，分子在基态下的O-H间的距离均较激发态下稍大，同时N-H间的距离缩小，可见无论是分子内还是分子间，激发都可以明显缩短质子转移的距离。同时，我们也看到单体分子N-H间的距离为5.631 4 Å，二聚体时N-H间的距离仅为1.989 6 Å，可见分子发生分子间的质子转移的距离要远远小于分子内的质子转移；二面角的计算结果也可以看到，激发下形成二聚体结构时整个Dimer分子平面仅发生一个较小的扭转（0.315 8o），无需消耗过多能量，这也是有利于分子间质子转移的发生的[292]。另外，我们还对比基态和激发态下的分子形成Dimer构型的基本机构参数，发现在激发态下，分子间N-H间距离较基态有着约0.1 Å的减小，相应的O-H间键长略有增加，可见，分子在激发态下发生分子间质子转移反应（ESPT）的可能性是很大的。理论计算也和之前得到的单晶数据基本一致，由此推断此类较大分子发生ESPT现象无论在理论上还是实际操作上均是可行的。
表3.1 C1在HF计算水平下基态和CIS计算水平下激发态的重要的原子间距离（Å），二面角（°）
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