超分子化学--分子间相互作用.pptx

超分子(fēnzǐ)作用力 第一页，共67页。分子(fēnzǐ)相互作用种类静电相互作用氢键金属原子(yuánzǐ)和配位体间的配位键（M-L配位键）疏水相互作用?-?重叠作用第二页，共67页。静电(jìngdiàn)相互作用静电力产生于具有偶极的分子之间; 静电力使得具有偶极的分子能够取向一致 地排列起来,因此也被称为取向力; 极性分子能够诱导附近的非极性分子产生 诱导偶极矩,从而在两个(liǎnɡ ɡè)分子之间发生的相 互作用被称为诱导力;第三页，共67页。氢键(qīnɡ jiàn)定义:当氢原子与一个电负性比较大的原子X（如F,Cl,O,N等）通过共价键相连(xiānɡ lián)时,它能与另一个电负性高的原子Y产生吸引作用,通过X-H中的氢原子与Y原子上的孤对电子作用形成形如直线型结构,这一结构就被称为氢键。第四页，共67页。氢键(qīnɡ jiàn)氢键的基本性质: 氢键的强度取决于氢键两端的X和Y原子的电负性,这两个原子的电负性越强,则氢键越强。 当X-H…Y三个原子取直线构型时氢键最强,但是(dànshì)在很多情况下,受其他分子间或分子内作用的影响,分子之间无法达到这样的取向。 氢键中X-H一般指向Y原子的孤对电子的方向,以有利于氢键的形成。 氢键的键长一般被定义为X原子与Y原子之间的距离,实验结果表明,氢键键长要比共价键键长以及H原子和Y原子的范德华半径之和要短。第五页，共67页。常规(chángguī)氢键氢键的类型: 对称型氢键和不对称型氢键 一般氢键中由于X原子(yuánzǐ)和Y原子(yuánzǐ)不相同,都属于不对称型氢键,而对称型氢键除了要求其中X原子(yuánzǐ)与Y原子(yuánzǐ)相同外,H原子(yuánzǐ)还必须位于这两个原子(yuánzǐ)连线的中点,这种严格的要求使得对称型氢键只有在X,Y原子(yuánzǐ)都为O或F原子(yuánzǐ)的时候才能形成。 HF2_中氢键的分子轨道示意图第六页，共67页。常规(chángguī)氢键 强氢键(qīnɡ jiàn)和弱氢键(qīnɡ jiàn)第七页，共67页。常规(chángguī)氢键 分子内氢键和分子间氢键 分子间氢键形成于不同的分子之间,分子间氢键的形成有利于分子聚集和结合(jiéhé)形成一定的超分子结构,分子内氢键则由同一个分子的不同部位之间相互作用而形成。 以上这些都可称为常规氢键 X-H····Y X, Y = F, O, N, C, Cl第八页，共67页。非常规氢键(qīnɡ jiàn)X-H‥π相互作用 π键体系,包括双键,三键,芳香环等,也能够作为质子受体与卤化氢,O-H,N-H,C-H等质子给体产生(chǎnshēng)与氢键类似的相互作用,被称为氢键,或者叫芳香氢键。第九页，共67页。多重氢键(qīnɡ jiàn)加和作用氢键识别组装(zǔ zhuānɡ)成分子饼三聚氰胺氰尿酸 第十页，共67页。非常规氢键(qīnɡ jiàn)X-H‥M氢键(qīnɡ jiàn)第十一页，共67页。非常规氢键(qīnɡ jiàn) 金属有机化合物中,发现了一些(yīxiē)形成于金属原子M与化学键X-H之间的X-H‥M氢键。含有富余电子的金属原子M则替代氢键中的非金属原子充任质子受体。这类氢键有如下特点:金属原子通过配位键的作用,成为了富电子体系。配合物中具有18电子组态的金属原子易于形成这种氢键X-H‥M氢键一般为直线形构型。第十二页，共67页。超分子协同(xiétóng)?加和作用氢键识别??-?堆叠(duīdié)和冠醚-阳离子识别的协同第十三页，共67页。生物(shēngwù)大分子中的氢键第十四页，共67页。DNA双螺旋中的氢键(qīnɡ jiàn)第十五页，共67页。M-L配位键Zn-N配位键形成(xíngchéng)的分子盒锌-卟啉 第十六页，共67页。M-L配位键Zn-N配位键形成(xíngchéng)的分子盒第十七页，共67页。M-L配位键Fe-N配位键组装(zǔ zhuānɡ)成的超分子联吡啶第十八页，共67页。Mo-C和Mo-N键组装(zǔ zhuānɡ)成的超分子第十九页，共67页。 疏水作用(zuòyòng) 环糊精接上一个疏水基团（如Ph-C4H9）,这个基团通过识别环糊精疏水性的内腔(nèi qiānɡ),自组装成长链。第二十页，共67页。环糊精的类别(lèibié)和结构疏水性(shuǐxìng)内腔亲水性(shuǐxìng)外壳第二十一页，共67页。常见(chánɡ jiàn)的离子载体:环糊精第二十二页，共67页。环糊精结合(jiéhé)中的憎水效应第二十三页，共67页。?-? 重叠(chóngdié)作用 苯环(běn huán)π?π堆积有面对面和边对面两种作用方式。边对面