芳香π體系與離子間相互作用的理論研究.pdf

1、1、陰離子-?相互作用普遍存在于自然界中，這種弱相互作用在設(shè)計(jì)催化劑、超分子自組裝、中性陰離子受體和轉(zhuǎn)運(yùn)體等方面有著巨大的潛在應(yīng)用。對(duì)于這種弱相互作用，目前最大的挑戰(zhàn)就是設(shè)計(jì)出高選擇性的陰離子受體和通道。本文采用量子化學(xué)的相關(guān)計(jì)算方法對(duì)一系列陰離子-?復(fù)合物進(jìn)行了詳細(xì)的理論研究，這些結(jié)果將會(huì)給具體的實(shí)驗(yàn)研究提供理論依據(jù)。
　?。?）、采用M062X結(jié)合MP2方法在6-311++G(d, p)基組水平上對(duì)一系列氰尿酸及其含硫衍生物以

2、及它們的鹵素取代衍生物與氯陰離子之間形成的陰離子-?復(fù)合物進(jìn)行了研究。通過(guò)這些復(fù)合物的結(jié)構(gòu)和能量特征、電荷轉(zhuǎn)移以及分子中的原子（AIM）分析，表明鹵素取代可以用來(lái)調(diào)節(jié)氰尿酸及其衍生物與陰離子之間相互作用的強(qiáng)度。定域分子軌道能量分解分析（LMO-EDA）表明交換和靜電能對(duì)總的相互作用能的貢獻(xiàn)最大，極化能也有利于陰離子-?復(fù)合物的形成。最后，溶劑效應(yīng)減弱了陰離子-π相互作用，且溶劑介電常數(shù)越大，這種變化越明顯。溶劑中的鹵素取代效應(yīng)與氣相中的

3、一致。
　?。?）、在MP2/aug-cc-pVDZ理論水平上對(duì)氮雜蒽環(huán)C14-2mH10-2mN2m（m=1、2、3）與氯陰離子之間形成的陰離子-?復(fù)合物進(jìn)行了研究。結(jié)果表明不同位置上的N雜原子對(duì)于陰離子-π相互作用的貢獻(xiàn)不同，此外，隨著氮原子數(shù)目的增加，陰離子-?相互作用增強(qiáng)。能量分解分析表明，當(dāng)氯陰離子位于芳環(huán)正上方的時(shí)候，靜電力的貢獻(xiàn)最大；而當(dāng)氯陰離子偏離了芳環(huán)中心時(shí)，交換、排斥、極化和色散項(xiàng)的影響變大。此外，色散能在陰離

4、子-?相互作用中的貢獻(xiàn)不可忽略。
　　2、中性閉殼層的團(tuán)簇B10因其與石墨烯之間相似的性質(zhì)已經(jīng)成為大量研究的主題。本文通過(guò)MP2方法對(duì)中性B10-nAln（n=0、1、2）的平面或擬平面的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行研究，結(jié)果表明 Al原子的取代效應(yīng)可以減弱 B10的穩(wěn)定性，且穩(wěn)定性減小的順序?yàn)锽10、B9Al、B8Al2。此外，團(tuán)簇B10-nAln（n=0、1、2）與鋰離子之間可以發(fā)生有效的相互作用，且作用能增加的順序?yàn)锽10?Li+< B9