e超分子结构化学 北京大学化学学院 周公度
超分子结构化学 北京大学化学学院 周公度
超分子结构化学 超分子是指由两种或两种以上分子依靠分子间 互作用结合在起,组成复杂的、有组织的 聚集体,保持一定的完整性,使它具有明确的 微观结构和宏观特性。 由分子到超分子和分子间相互作用的关系,正 如由原子到分子和共价键的关系 分子间相互作用≠非共价键
超分子结构化学 超分子是指由两种或两种以上分子依靠分子间 相互作用结合在一起，组成复杂的、有组织的 聚集体，保持一定的完整性，使它具有明确的 微观结构和宏观特性。 由分子到超分子和分子间相互作用的关系，正 如由原子到分子和共价键的关系。 分子间相互作用 非共价键
超分子稳定形成的因素 △G=△H-T△S 能量因素熵因素
一、超分子稳定形成的因素 G = H - TS 能量因素 熵因素
1能量因素 能量因素:降低能量在于分子间键的形成。 (a)静电作用 键 ●。● 正负离子 RCOO…H3NR正负基团 离子一偶极子作用(+) 偶极子一偶极子作用(-+)
能量因素：降低能量在于分子间键的形成。 （a）静电作用 盐键 正负离子 R-COO－····H3N+ -R 正负基团 离子－偶极子作用 偶极子－偶极子作用 1. 能量因素 ＋ － ＋ － + － ＋ － ＋
(b)氢键 常规氢键XH…Y X, Y=F,O,N, C, CI 非常规氢键XH…π XH-·M X-H/H-Y (C)ML配位键 金属原子和配位体间形成的共价配键为主
（b）氢键 常规氢键 X-H····Y X, Y = F, O, N, C, Cl 非常规氢键 X-H···· X-H····M X-H····H-Y （c）M-L配位键 金属原子和配位体间形成的共价配键为主
(ω)疏水效应:溶浓中疏水基团或油滴互相聚集 增加水分子间氢键的数量。 (e)π…π堆叠作用 ●● 面对面 边对面 (f)诱导偶极子一诱导偶极子的作用 即色散力:范德华力
（e）···· 堆叠作用 面对面 边对面 （f）诱导偶极子－诱导偶极子的作用 即色散力：范德华力 (d) 疏水效应：溶液中疏水基团或油滴互相聚集， 增加水分子间氢键的数量
2.嫡增加因素 (a螯合效应:由螯合配位体形成的配合物比相 同配位数和相同配位原子的单啮配位体形成的 配合物稳定的效应。 CO(NH3)62 Co(en )32+ logk 5.1 13.8 (NH32+Ni(en)32+ logK 8.7 18.6
2. 熵增加因素 （a）螯合效应：由螯合配位体形成的配合物比相 同配位数和相同配位原子的单啮配位体形成的 配合物稳定的效应。 Co(NH3 )6 2+ Co(en)3 2+ logK 5.1 13.8 Ni(NH3 )6 2+ Ni(en)3 2+ logK 8.7 18.6
(b)大环效应:和螯合效应有关,在能量因素和 熵因素上增进体系稳定性。 NH HN NH HN 71 7 NHHN一 NH HN LogK 11.24 15.34 ∧He/kJmo1 44.4 61.9 △S·k1mo-16.5 85.38
（b）大环效应：和螯合效应有关，在能量因素和 熵因素上增进体系稳定性。 LogK 11.24 15.34 -H /kJ·mol-1 44.4 61.9 S /J·k -1·mol-1 66.5 85.8
(c)疏水效应(空腔效应 H十 G)+nH2O H 疏水空腔 相对有序水 无序水
（c）疏水效应（空腔效应） 疏水空腔 相对有序水 无序水
3.锁和钥匙原理 是能量效应和熵效应共同配合形成稳定的超分子原理。 是超分子体系识别己忆功能和专选择功能的结构基础。 受体 I NHoz 底物 HsCa 锁和钥匙间每一局部是弱的相互作用,但各个局部之间相 互的加和作用、协同作用形成强的分子作用力,形成稳 定的超分子
3. 锁和钥匙原理 是能量效应和熵效应共同配合形成稳定的超分子原理。 是超分子体系识别记忆功能和专一选择功能的结构基础。 锁和钥匙间每一局部是弱的相互作用，但各个局部之间相 互的加和作用、协同作用形成强的分子间作用力，形成稳 定的超分子