物理有机-分子间相互作用和溶液-思考题

1. 常见的分子间相互作用有哪些？

离子对相互作用, 离子-偶极相互作用, 偶极-偶极相互作用, 离子-诱导偶极作用, 偶极-诱导偶极作用, 范德华相互作用, 氢键, 卤键, π效应, 疏水效应.

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2. 以下溶剂极性顺序：苯，甲醇，水，乙酸乙酯，丙酮，乙醚，石油醚？

水>甲醇>丙酮>乙酸乙酯>乙醚>苯>石油醚

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3. 水和冰相比，哪个氢键网络更规则？水为何4℃密度最大？

• 冰更规则, 形成四个氢键, 空间利用率低于水, 密度比水低.
• 水在4℃时密度最大, 温度高了破坏分子间氢键, 分子间作用降低密度下降; 温度低了会向冰的结构靠近, 空间利用率下降, 密度下降.

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4. logP为-1和2的两个化合物，在液相色谱（C18柱）中哪个优先出峰？

logP越大, 亲脂性越强. 因为C18柱的LC为反相色谱, 极性大的化合物先出峰, 因此l一般地, logP为-1的化合物水溶性大, 极性也更大, 因此优先出峰.

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5. 既然存在正离子-π作用，为何KCl不溶于苯？

KCl 要溶于苯, 需要克服晶体中K+和Cl-的离子对作用(离子键)以及苯的π-π堆积相互作用, 尽管存在K+-π作用, 但其强度远不如K+ Cl-的作用, 因此溶解性差.

6. 苯是非极性溶剂，氯仿是极性溶剂，何种作用力导致苯的汽化热更大？

苯存在着四极距, 苯和苯分子之间存在π堆积相互作用, 而氯仿没有该作用; 另外, 苯环具有较强诱导偶极作用, 其分子间的范德华作用也要强于氯仿. 这些作用使苯的汽化热更大.

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7. 分子对接的两个基本问题是什么？分子对接有何用途？

采样问题和打分问题. 分子对接用于预测配体分子和受体分子的结合模式, 同时提供相应结合能力的预测, 被广泛应用于药物的虚拟筛选当中.
怎么进行一次分子对接实验呢??

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8. 如何通过理论计算化合物的pKa值？

设计热力学循环如下图, 基于量化方法进行吉布斯自由能的计算.
pKa的计算公式参考图中所示.

热力学循环计算pKa

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9. 三乙胺和碘乙烷的SN2反应速率随溶剂极性升高而提升，为什么？

作为反应物的三乙胺和碘乙烷均不带电荷,而在SN2的过渡态中, 三乙胺带部分正电荷, 碘带部分负电荷. 相比反应物, 过渡态的极性更大, 因此极性提高能更有效稳定过渡态结构, 从而导致活化能降低, 反应速率提升.

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10. 乙酰乙酸乙酯在极性溶剂中以酮式为主，而非极性溶剂中以烯醇式为主，为什么？

乙酰乙酸乙酯的烯醇式中存在着分子内氢键作用, 因此在非极性溶剂下, 形成了分子内氢键的更为稳定的烯醇式结构占主要; 当溶剂极性增加, 会破坏分子内氢键的作用, 本来酮结构稳定性高于烯醇式, 因此会以酮式结构为主.