采用可极化的连续介质模型(PCM),运用密度泛函理论(DFT),在B3LYP/6-31+ G倡倡水平下研究了溶剂极性对有机π共轭配体N,N′-Bis-(3-pyridyl)ethylene-bis-urea(BPEBU)中syn-anti构象的分子几何和电子结构的影响,并借助分子动力学模拟的方法,采用明确溶剂模型研究了溶质-溶剂分子间的相互作用.密度泛函理论计算结果表明,随着溶剂极性的增强,BPEBU中尿素基上的CO键和N―H键以及吡啶环上的C―N键被明显极化,使羰基氧原子和吡啶氮原子的电负性明显增强,尿
### 有机π共轭配体溶剂化效应与分子间相互作用的理论研究
#### 摘要
本文探讨了一项关于有机π共轭配体N,N′-Bis-(3-pyridyl)ethylene-bis-urea(BPEBU)在不同溶剂环境下分子构象变化的研究。通过采用可极化的连续介质模型(PCM)和密度泛函理论(DFT)相结合的方法，研究人员在B3LYP/6-31+G(d,p)水平下探究了溶剂极性对BPEBU分子几何和电子结构的影响。此外，还利用分子动力学模拟技术研究了溶质-溶剂之间的相互作用。
#### 密度泛函理论(DFT)计算结果分析
1. **溶剂极性的影响**：研究显示，随着溶剂极性的增加，BPEBU分子中尿素基上的CO键、N-H键以及吡啶环上的C-N键被显著极化。这种极化导致羰基氧原子和吡啶氮原子的电负性增强。
2. **电子结构的变化**：BPEBU分子中的尿素基N-H键上的氢原子正电荷显著增加，这进一步揭示了溶剂极性对分子电子结构的影响。
#### 分子动力学模拟结果
1. **氢键作用的存在**：在极性强的乙醇溶液中观察到了三种类型的氢键作用：O…H-O、N…H-O和N-H…O。而在极性较弱的丙酮溶液中，仅检测到N…H-O类型的氢键作用，且强度较乙醇溶液中的同类作用弱。
2. **溶质-溶剂相互作用**：采用混合溶剂模型优化得到的溶质-溶剂三聚体的超分子簇结构与分子动力学模拟得到的第一溶剂层中的超分子结构定性一致。
#### 研究方法概述
- **可极化的连续介质模型(PCM)**：PCM是一种用于描述溶剂效应的方法，它将溶剂视为一个连续介质，能够有效地模拟溶剂分子对溶质分子的影响。
- **密度泛函理论(DFT)**：DFT是一种量子力学理论，用于研究多电子系统的电子结构。在本研究中，使用DFT计算了BPEBU分子在不同溶剂环境下的几何构型和电子结构。
- **分子动力学模拟**：这是一种基于牛顿运动定律的模拟技术，可以用来研究分子系统随时间的动态行为。通过分子动力学模拟，研究人员能够观察溶质-溶剂之间具体的相互作用类型和强度。
#### 结论
本研究表明，溶剂极性对BPEBU分子的构象和电子结构具有显著影响。通过DFT计算，揭示了溶剂极性如何改变分子内的化学键性质，进而影响整个分子的电子分布。此外，分子动力学模拟进一步证实了溶剂分子与BPEBU之间的特定氢键作用类型及其强度差异。这些发现对于理解有机π共轭配体在不同溶剂环境中的行为至关重要，也为设计新型功能配合物提供了理论依据。
#### 关键词
- 密度泛函理论
- 电子结构
- 分子动力学模拟
- 分子间相互作用
- 溶剂化效应
#### 展望
这项研究不仅加深了我们对有机π共轭配体溶剂化效应的理解，也为后续研究提供了重要的理论基础。未来的工作可以进一步探索其他溶剂对BPEBU分子性质的影响，以及开发更加精确的溶剂模型来模拟复杂的溶剂环境。此外，结合实验数据验证理论预测的结果也将是十分有意义的方向。
