巴比妥酸和含硫巴比妥酸，以及它们的取代生物是生物化学和药物中很重要的化合物巴比妥酸衍生物是抑制药物中功效最广的药物。
比酸及其生物还有别的方面的一些用途，比如在分析化学和影像学中作为抗氧化剂和在某些聚合反应中作为催化剂；在一些偶氮染料农药中也常含有巴比妥酸基团。
有关巴比妥酸及其生物的非线性光学性质和其自组装后的光谱性质已经有很多实验工作被报导：Garin等合成了TIT与含比发色团并对其进行了电化学和热力学的研究Moylan等合成了系列含有巴比妥酸分子的具有大的第一超极化率和耐热性高的分子。
巴比妥酸在超分子化学中也是研究的热点Whitesides等对巴比妥酸与胺组成体系在液态及固态下氢键诱导自组装过程进行了细致的研究。
巴比安酸及其衍生物可当作改进有机非线性光学(NLO)活性生色团的选择之一。
在理论研究方面，封继康等对巴比安酸系列衍生物分子应用ZINDO-SOS办法来进行了二阶和三阶非线性光学性质和电子光的理论研究，该方法被证明对于有机分子的非线性光学性质和电子光谱的计算很有效。
在以前的文献报道中没有对巴比妥酸和苯胺形成的非共驱体系和氨基上的被长链烷基取代所形成的巴比妥酸衍生物分子的电子光谱和NLO性质的理论研究基于我们的前期工作基础。
以巴比酸的胺取代生物为基础进行理论与实验的比较，并进一步设计相关的对甲基苯胺基巴比妥酸衍生物分子，对它们的二阶非线性光学性质和电子光谱进行了系统的研究。
采用INDO/CI方法计算电子光谱该方法被证明对计算有机共分子的UV-Vis光谱具备比较好的一致性。
首先对分子进行INDO-SCF计算得到分子轨道，接着进行组态相互作用计算得到基态和各激发态，并求得状态间的跃迁能和振子强度，即得到电子光谱。
对于通常的ZINDO的标准参数对于巴比妥酸体系引起的光谱计算的误差较大，本文基于作者合成并测得的对甲基基巴比妥酸体系(BA1)的实验光谱。
对巴比妥酸的苯胺取代衍生物体系进行理论计算，指出适于所研究体系的最佳的参数，本文将重积分校正参数中的PP值由0585调整为0415其余参数保持不变在计算第一超极化率时沿用调整后的参数在外电场E作用下，分子被极化，其偶极矩可表示为：
式中PY分别的第一超化超极化率亦称二阶NLO和三阶NLO系数通常由直流电场诱导产生二次谐波(EFISH)方法测得第一超极化率8。
即在极方向上的应用微理论并结合密度矩阵方法可导出B和的完全求和公式于计算中很难准确把y轴选在分子的偶极矩方向上因此可用下式求得：
在P的完全态求和中，求和本应包含无微扰体系本征函数的完全集合，而实际计算只能取有限项。
通过INDO-SCF计算得到分子轨道取HOMO和LUMO附近的14个高占据轨道中的电子跃迁到14个低空轨道中去，考虑到所有可能的跃迁方式，共产生196个单电子激发态加上基态共197个组态，接着进行组态相互作用计算。
BA1的合成过程为称取0.85g(52ol)比酸于250mL圆底烧瓶中加入100mL无水乙醇加热使之溶解另称取061g(5mmol)对氨基甲醛于30mL无水乙醇中，然后把此溶液移到烧瓶中，加热回流。
随着体系反应的进行，有大量的暗红色沉淀析出。3h后停止反应趁热过滤得到沉淀1.05率91%用无水乙醉重结晶得产物90.8g收率86.5%紫外可见光谱的测用Cary500UV-Vis-NIRSpectrophotometer，以氯仿为溶剂来进行。
本文计算中的对甲基苯胺基巴比妥酸模型如图1所示(BA1)BA2BA4是对应BA1的N具有不一样链长取代基的产物BA5为对应BA1的有单的体系
计算中取z轴直分子平面轴大致与分子的永久极方向一致优化根据结果得出：除BA5发生较大扭转外其余分子均为面构型然后应用B3LYP/6-31G*方法进一步地精确优化整个计算应用Gaussian98程序包，在PentiumIV微机上完成在优化几何构型基础上对体系前线分子轨道做多元化的分析并对分子BA1~BA5用INDO/CI办法来进行电子光谱计算。
计算结果(见表1)和实验吸收峰吻合较好，表1中列出三个最大吸收峰的波长(a)和振子强度对体系BA1-BA5首先用能梯度法进行AM1近似下的初始几何构型优化。
计算中取z轴直分子平面轴大致与分子的永久极方向一致优化根据结果得出：除BA5发生较大扭转外其余分子均为面构型然后应用B3LYP/6-31G*方法进一步地精确优化整个计算应用Gaussian98程序包，在PentiumIV微机上完成在优化几何构型基础上对体系前线分子轨道做多元化的分析并对分子BA1~BA5用INDO/CI办法来进行电子光谱计算。
计算结果(见表1)和实验吸收峰吻合较好，表1中列出三个最大吸收峰的波长(a)和振子强度。
为后面光谱性质及电荷转移对非线性光学性质影响的讨论需要，分析前线分子轨道(FMO)的性质是必要的。在BA1中胺分子片与巴比妥酸形成一个整体的分子其前线可见其FMO的分布是有趣的HOMO和HOMO-1电荷分布差异较大。
LUMO与LUMO+1也是如此这样较分立体系的分子片而言便给光谱性质带来了的复杂性它有几率发生多种可能的电荷转移跃迁。
对应于BA1的具有单键键合体系的BA5图5列出了它的前线分子轨道。由于单键的作用，两个分子片间的相互作用要比BA1小许多。
文献报道巴比妥酸和其5-取代生物的紫外光谱主要是一个中心在256nm的段，且在酸性和甲液中很弱，而在高的pH时很强。
从表1中能够正常的看到5个体系均显示出巴比妥酸的特征峰。在文献所报导的BA2与BA4紫外光谱中均列出两个主要吸收峰，而我们对BA2BA4的理论计算得到了三个主要吸收峰，为什么呢?
这就促使我们考虑去合成BA1并进行紫外光谱的测量且与文献所列出的实验值的测量一样均是以氯仿作为落剂测得，结果得到三个主要吸收峰。
进一步对BA1进行计算并与实验数值作了比较：第一个峰对应为HOMO--LUMO跃迁第二个峰对应为HOMO--LUMO+1跃迁，第三个峰为次强峰。
于巴比妥酸的特征峰，MO跃迁为HOMO-1到LUMO+4因此文献列出的分别为两个强度最大的峰和两个波长最长的峰，这与我们的实验和理论计算一致的。
从BA1的HOMO轨道和LUMO+1轨道图形(图4)还可以看出来电荷从HOMO-LUMO+1转移时全部从巴比妥酸环内转移到了苯胺环内，并且转移的电子的量相对较少，因此和由HOMO到LUMO的跃迁得到的第一强峰相比强度要小许多。
这从理论计算和得到的实验光谱数据均可以看出来对于单键体系BA5由于胺环与巴比妥酸环之间产生了较大的扭转，阻碍了分子内的电荷转移，较之于前四个共钜体系最长产生了很大的蓝移。
从表1可以看出来，随着氨基上取代的烷基链长度的增加，所得到的巴比妥酸的电子光谱的最长发生了红移。
原因是由于烷基为供电子基团，给电子能力随链长度增长而增强，这就利于苯胺环与巴比妥酸环之间的电荷转移降低了HOMO与LUMO之间的能隙，并且随着烷基链的增长，波长增大的幅度降低。
将体系BA1中上的取代为CH，CH，CH7考察对甲基苯胺基巴比妥酸衍生物分子中的给体部分，烷基链长度对NLO性质的影响。
由表2见随基取代基的链长的增加而更加有助于分子内的电荷转移，故8值有所增加：PemP3Pbm2PBa从P的数值变化也能够准确的看出来受烷基的链增长影响不大。
最大值可达到65710-3su由于BA5未形成大的共驱体系，单键的影响导致了共钜程度下降相当大阻碍了分子内的电荷转移，故B值较其余几个共扼体系降低很大，仅为4。
关于分子二阶光学非线均为非线性光学系数大的分子但是由于最长已经不在紫外光区内，它们的透明性将不会很好。
从偶极矩的数据也可以看出，它与的变化规律是一致的，也随着共驱体系共驱程度的增加和对甲基胺基巴比妥酸烷基取代链的长度的增加。
而增加对于体系BA1~BA4由于烷基链的增长对体系的共钜情况的影响不大，故对应的从值变化不大而对于有单键的BA5体系值相对于其他四个共扼体系明显变小。
