杯[4]吡咯-卤素、铵离子复合物的理论研究

采用密度泛函理论的m06-2x/6-31g(d,p)方法对杯[4]吡咯(cp)与卤素离子(x-=f-,cl-,br-)及卤素-铵根离子对的各种可能组装体系进行了系统研究.详细讨论了各体系的结构、结合能、自然键轨道分析(nbo)和multiwfn波函数分析的情况.结果显示杯[4]吡咯与卤素阴离子的相互作用主要是氢键,波函数分析显示在cpcl-和cp-br-复合物中长程范德华力和空间位阻作用也明显存在.杯[4]吡咯能与卤素-铵根离子形成稳定的复合物,主要通过氢键作用、阴-阳离子的静电作用以及阳离子-π相互作用.从理论上探讨了杯[4]吡咯与离子或离子对的2:1组装体系,但相对于1:1组装体系来讲,2:1体系并不占优势.本文结果进一步表明,杯[4]吡咯不仅是一种阴离子受体,而且也是一种良好的离子对受体,尤其是对涉及氟离子的客体,更是如此.