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【速报】[lbk]2,2[rbk]对环蕃与“[lbk]0,0[rbk]对环蕃”

只看楼主收藏回复

注意到@夜水行舟 前几天问了有关这个结构的细节,也注意到有多位吧友根据不同水平(但很明显只是MFF/半经验水平)的计算结果提供了自己的回答。这里根据DFT水平的计算结果做简要补充。


IP属地:中国香港来自iPhone客户端1楼2024-10-26 04:29回复
    镇楼图为[2,2]对环蕃。使用M06-2X-D3/aug-cc-pVTZ水平对结构进行优化。
    对称性:结构具有D2对称性,氢氢斥力的存在使得结构偏离D2h,碳链对应的二面角为19度。
    苯环结构:苯环受到明显的环张力影响,被拉成类似boat型环己烷的形状。同侧二面角为0.5度,可以近似视作平面;环张力影响下,两个准平面之间的二面角约为14.5度(四个几乎相等的二面角的均值)。尽管苯环已经明显明显变形,其仍然表现出明显的键长平均化,诸多CC键的键长差异不到0.01A。具体数据见图片。
    分子内弱相互作用:两个苯环正对碳原子的距离分别为2.79A(桥头)和3.10A(桥身)。相比之下,以同水平优化D6h对称的苯的范德华二聚体,正对的碳原子距离达到了3.76A,而且结构还有一个二重简并的虚频(两个苯环仍然希望相互错开)。
    可见本结构中,被碳链拉到一起的两个苯环之间存在显著的范德华斥力。这种斥力显然可以通过为其中一个苯环添加EWG缓解。
    方法选择:B3LYP-D3(BJ)在涉及拥有(准)重叠式烷烃链的结构优化时,时常高估对称性(实际上是惯犯)。因此尽管此方法较为便宜,本文不予采用。由于涉及苯环之间的色散作用,在基组中添加了弥散函数以充分考虑色散作用对势能面影响。


    IP属地:中国香港来自iPhone客户端3楼2024-10-26 05:40
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      @夜水行舟 所猜测的[0,0]对环蕃,苯环状态则有很大不同。同样使用M06-2X-D3/aug-cc-pVTZ优化此结构。
      对称性:结构表现出D2h对称性。
      结构细节:优化结果显示,苯环的结构已经被完全破坏,结构呈现出扭曲环己二烯的状态。两个苯环相连的位置,CC键长为1.355A,实际上已经是双键,拥有45度的CC二面角,暗示结构存在的巨大张力。苯环被拉成boat型,两个平面的二面角为59度,单双键的键长差异达到了0.174A。
      显然,它已经是刚性结构。这让有关分子内弱相互作用的讨论变得有些多余。实际上,这个结构没有低于250的低频振动模式。
      @氰苷•仰望星空 使用计算说明此类结构表现出“环己三烯衍生物”的特征,这种思路是值得鼓励的。然而需要注意的是,部分软件并不会给你好好优化。实际上哪怕使用MFF方法(如UFF),也不会优化出“环己三烯衍生物”的效果。因此,这位朋友应该是被伪劣产品坑了。


      IP属地:中国香港来自iPhone客户端4楼2024-10-26 06:04
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        这几个结果确实有意思


        IP属地:北京来自Android客户端5楼2024-10-26 07:10
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          IP属地:江苏来自Android客户端6楼2024-10-26 07:37
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            支持


            IP属地:山东来自Android客户端7楼2024-10-26 15:48
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              有意思!


              IP属地:江苏来自Android客户端8楼2024-10-26 19:53
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                这里只看到几何结构,能否对电子结构和反应性做一些讨论呢(e.g. [2,2]对环蕃的哪个碳原子最亲核)


                IP属地:上海9楼2024-10-29 11:02
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                  老师,再提个问题,这里为什么用了Dunning基组,而不是Ahlrichs基组,Sob老师说过DFT配Dunning比较慢,此处是有特殊考虑吗


                  IP属地:上海10楼2024-10-30 16:44
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