一种含氟含碘尿素衍生物对氯离子识别作用的模拟研究.pdfVIP

化工科技，2013，21(5)：38～42 IN INDUSTRY 科研开发 SCIENCETECHNOLOGYCHEMICAL 一种含氟含碘尿素衍生物对氯离子 识别作用的模拟研究 杨智，杨兴锴 (兰州石化职业技术学院石油化学工程系，甘肃兰州730060) 摘要：采用B3LYP方法模拟研究了尿素无氟(A)及含氟(B)含碘衍生物对Cl的识别机理，结果 表明尿素衍生物受体分子A及B分别以其结构中的2个N—H键和2个C—I键与卤素阴离子间形成 4个弱键进行识别．对于A…Cl一体系，识别作用包括2个N—H…C1一红移氢键和2个C—I…Cl一蓝移 卤键弱相互作用；对于B．一C1体系，识别作用包括2个N—H…Cl一红移氢键和2个C—I…Cl红移卤 kJ／mol， 键弱相互作用；在A…Cl和B．～Cl识别体系中相互作用能△E二分别为一121．78和一179．71 即含氟受体B对Cl一具有较好的识别能力． 关键词：离子识别；氯离子；弱键 中图分类号：O641 文献标识码：A 文章编号：1008—0511(2013)05—0038—05 近十多年来，对通过非共价键弱相互作用力 高效卤素阴离子识别功能的尿素衍生物受体提供 键合起来的复杂有序且有特定功能的分子集合体 理论依据。 的研究拓展了分子化学的圈子，化学家运用分子 1 实验部分 作为最小合成单位，基于分子识别理论设计和开 发了具有全新功能和特殊性质的新型分子基材 料[1。4]，而分子识别的基础则是分子间弱相互作用B3LYP方法对尿素衍生物对氯离子的识别体 用，它是一种主体对客体选择性结合并产生某种 系进行构型优化，求得稳定构型并通过频率分析 特定结构，实现特定功能的物理化学过程。与分 加以确认。对I原子采用相对论有效核心势 子识别相对应的离子识别过程中的客体为各种离 子，其中客体若为阳离子，则属于配位化学的概 采用6-31G基组计算。计算相互作用能时考虑 念；若客体为阴离子，则是阴离子配位化学的概 了基组叠加误差(BSSE)。另外，自然键轨道理论 念。最近，Taylor等Es]合成了一系列含氟尿素衍(NBO)[71用于了复合物体系电子行为的计算。 生物，从理论和实验2个方面探讨了它们对卤素 NBO计算用NBO5．0[8]完成，其它计算采用 GAUSSIAN 阴离子及一些含氧酸根阴离子的识别特性，但并 03L91程序完成。 未就识别体系的电子行为与结构进行深入的分 2结果与讨论 析。作者采用量子化学的理论和方法，比较讨论 了基于氢键和卤键2种弱相互作用的尿素无氟与 2．1离子识别结构 含氟含碘衍生物对卤素阴离子的识别机理，特别 是探讨识别体系的电子行为与结构，阐明含氟基 别对无氟尿素衍生物受体N，N，一二(2一碘代苯甲 团对识别机理的影响，并为进一步设计合成基于 酸乙酯基)尿素(A)及其氯阴离子识别体系(A… C1一)，含氟尿素衍生物受体N，N，一二(3，4，5，6一 收稿日期：2013—06—12 四氟一2一碘代苯甲酸乙酯基)尿素(B)及其氯阴离 作者简介：杨