一项对实验已知的灯笼状超分子的系统性构象研究

摘要 本文呈现了对实验已知的灯笼状超分子SP的全面系统构象研究的结果。研究表明，在SP中，某种类型中最低能量构象体的相对能量随着指向SP笼内部的亚胺氮原子数量的增加而增加。因此，所有N原子指向外部的构象体是能量上最稳定的。具有某种类型的能量最稳定的构象体具有风车结构，而具有另一种类型的构象体则呈现花束状结构。采用基于DFT和GFN2-xTB的极小化搜索方法进行研究。这两种方法均找到相同的极小值，且能量相对很好地相关。然而，后者方法给出的构象体间的能量差较小，并且色散效应更为明显。分子动力学（MD）模拟表明，低势能阶段主要与低的构象体相关，接近4。具有的结构比具有的结构更为丰富。还研究了色散、电静相互作用和角应力对SP构象体的结构特征及其能量的影响。由于色散的稳定作用随着的增加而减小，而花束状构象体比风车状构象体更稳定。构象体的高相对能量源于不利的桶形结构，这导致了较高的角应力。我们提出了几种基于红外光谱的实验方法来确定SP超分子的构象类型（即推测的数量）。