胡园园, 张忠杰, 黄 露

(闽江学院海洋学院化学工程系, 福建 福州 350108)

共价有机框架材料(COFs)是通过共价键和有机结构单元构建的新型多孔聚合物材料。目前,COFs已被广泛应用于能量存储[1,2]、光电器件[3,4]、传感器[5,6]、催化[7,8]、样品前处理[9,10]等领域。进入21世纪以来,手性药物发展迅速,手性研究已经成为化学、材料、生物等学科的研究热点,手性COFs也因此应运而生[11]。作为一种新型的手性分离材料,手性COFs已被成功用于液相色谱[12]、气相色谱[13]、毛细管电色谱[14]拆分手性对映体。然而,由于手性COFs材料出现时间较短,尚未有关于其手性识别机理的报道。

自色谱法被用于拆分手性对映体以来,科研工作者就一直在尝试用各种方法解释手性拆分机理。除了通过实验进行手性拆分机理研究[15,16],还可以通过化学计算从分子水平上研究分子之间的弱相互作用,从而揭示手性固定相识别对映体的机理。以环糊精为例,人们采用分子力学[17]、分子动力学[18]和蒙特卡洛[19]等多种分子模拟方法研究其与客体的包合作用及手性识别机理。与上述分子模拟方法相比,量子化学计算是一种精确度更高的计算方法,已被成功用于研究杯状芳烃[20]、手性金纳米通道[21]、手性离子液体[22]、手性CdSe纳米片[23]、手性CdTe量子点[24]等与手性对映体之间的相互作用。目前,最常用的量子化学计算程序是Guassian,但由于分子间弱相互作用体系通常都比较大,Guassian计算非常耗时,而ORCA程序使用密度拟合近似(resolution-of-the-identity, RI)进行加速后,其计算速度明显优于Guassian,非常适合计算大体系弱相互作用。……