超卤素阴离子与杯四吡咯(calix[4]pyrrole)复合物的理论研究

【作者】 梁万明； 李莹； 吴迪；

【机构】 吉林大学理论化学研究所,理论化学计算国家重点实验室；

【摘要】 离子束缚是众多化学及生物化学现象的重要过程之一。calix[4]pyrrole及其衍生物与阴离子的结合能相对较大,尤其对不同种类的阴离子具有相对选择性,因而成为当前研究最为广泛的阴离子接收体。超卤素(superhalogen)是电子亲和势比卤素原子更高的一类基团或分子。它们极易得到电子而通常以阴离子形式存在。超卤素的阴离子例如BF4-、Al Cl4-、As F6-等已经在气相分子和晶体固体中被检测到可以稳定的存在。近年来,对于超卤素的理论和实验研究取得了一系列新的进展。与卤素原子相比,超卤素表现出结构更丰富、性质更特殊等特征。我们通过密度泛函理论(DFT)方法对calix[4]pyrrole分子与不同形状超卤素阴离子(Li F2–,Be F3–,BF4–)的复合物进行了研究,分别得到了不同作用方式下的多种异构体。通过计算M–···calix[4]pyrrole(M=Li F2,Be F3,and BF4)体系的分子间结合能,比较了calix[4]pyrrole对超卤素和卤素阴离子的束缚强度。系统分析了体系的结合能和分子间结合方式、超卤素的电子亲和势及其形状的相互依赖关系。此外,通过比较此类超原子复合物和calix[4]pyrrole—卤素阴离子复合物的光谱性质,旨在为相关实验研究提供理论依据。更多还原