用Hirshfeld电荷定量标度亲电性和亲核性：含氮体系

Hirshfeld Charge as a Quantitative Measure of Electrophilicity and Nucleophilicity:Nitrogen-Containing Systems

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摘要准确预测化学过程中分子内各原子提供或接受电子的能力以及化学反应可能的位点，即定量确定亲电性、亲核性和区域选择性，是一个十分重要却仍然亟待解决的课题。此前，基于我们新近提出的信息守恒原理，曾建议使用Hirshfeld电荷和信息增益作为两个等价的描述符用于此目的。我们的这个想法已经被成功地应用于两个系列的分子体系，且其有效性得到了充分的验证。然而，先前我们只考察了碳元素的这些性质，所以其结论的普遍性仍存在疑问。我们尚不清楚它是否适用于其他元素，而且对于同一元素的不同价态该结论是否适用也不清楚。为此，本文将考察含氮体系。对5个不同类别的含氮体系共计40个分子进行了研究，其中包括重氮苯、偶氮、重氮、一级和二级胺体系。结果表明，对所有五个含氮体系其Hirshfeld电荷与实验得到的亲电性和亲核性标度之间仍然存在着较强的线性关联。然而，这些相关性却依赖于氮元素的化合价类型和键合环境。该线性关系只能在同一类型中成立。我们对其可能的原因进行了讨论。

作者周夏禹 ^[1] 荣春英 ^[2] 卢天 ^[3] 刘述斌 ^[4] 学术成果认领

作者单位常德职业技术学院药学系,湖南常德,415000 ^[1] 湖南师范大学化学化工学院，资源精细化与先进材料湖南省高校重点实验室，化学生物学及中药分析教育部重点实验室，长沙410081 ^[2] 北京科音自然科学研究中心,北京,100022 ^[3] Research Computing Center，University of North Carolina，Chapel Hill，North Carolina 27599-3420，U.S.A ^[4]

关键词 Hirshfeld电荷信息增益亲电性亲核性区域选择性 Hirshfeld charge Information gain Electrophilicity Nucleophilicity Regioselectivity

分类号 O641

栏目名称 理论与计算化学

DOI 10.3866/PKU.WHXB201409193

发布时间 2014-12-26

基金项目

The project was supported by the Aid Program for Science and Technology Innovative Research Team in Higher Educational Institutions of Hunan Province, China Hunan Provincial Natural Science Foundation, China Aid Program for Science and Technology Innovative Research Team in Higher Educational Institutions of Hunan Province, China Scientific Research Fund of Changde Municipal Science and Technology Bureau, Hunan Province, China Provincial Science and Technology Project, China (2013FJ4220).湖南省高校科技创新团队支持计划 湖南省自然科学基金 湖南省高校创新平台开放基金 常德市科技局重点项目 湖南省省级科技计划项目