量子化学计算解析手性共价有机框架材料6色谱固定相的手性拆分机理

胡园园 张忠杰 黄露

引用本文: 胡园园, 张忠杰, 黄露. 量子化学计算解析手性共价有机框架材料6色谱固定相的手性拆分机理[J]. 色谱, 2020, 38(12): 1449-1455. doi: 10.3724/SP.J.1123.2020.05009 shu
Citation:  HU Yuanyuan,  ZHANG Zhongjie,  HUANG Lu. Quantum chemical calculations for elucidating chiral resolution mechanism of chiral covalent organic frameworks 6 chromatographic stationary phase[J]. Chinese Journal of Chromatography, 2020, 38(12): 1449-1455. doi: 10.3724/SP.J.1123.2020.05009 shu

量子化学计算解析手性共价有机框架材料6色谱固定相的手性拆分机理

    通讯作者: 黄露, E-mail:luhuang@mju.edu.cn
  • 基金项目:

    福建省自然科学基金项目(2017J01418);国家大学生创新创业训练计划项目(103952018023).

摘要: 为探究手性共价有机框架材料6(Chiral Covalent Organic Frameworks 6,CCOF6)色谱固定相的手性拆分机理,首先运用ORCA程序对CCOF6及4对手性对映体进行结构优化,然后使用AutoDock程序对CCOF6及各对映体分子进行分子对接,获得CCOF6与对映体相互作用的初始构型;采用ORCA程序(B3LYP泛函,带DFT-D3校正,轨道基组为def2-TZVP,def2/J作为RI-J的辅助基组,RIJCOSX用来加速计算)对初始构型进行能量计算,以最终确定CCOF6与对映体的相互作用构型,并获得相应的结合自由能和结合自由能差;使用Multiwfn程序对ORCA结果进行独立梯度模型分析,并应用视觉分子动力学程序可视化展示CCOF6与对映体的弱相互作用。结果表明:①在计算结合自由能方面,考虑了溶剂效应的ORCA计算方法比不考虑溶剂效应的ORCA以及AutoDock计算方法更为精确;②CCOF6色谱固定相与对映体之间的结合自由能差绝对值越大,对映体的选择性因子也越大,然而对映体的分离度不一定会越大;③除S-1-苯基-1-丙醇是以羟基和CCOF6的醚键发生相互作用外,其他对映体皆为羟基与CCOF6的羰基发生相互作用,且S-1-苯基-1-丙醇与CCOF6的结合力最弱;④结合对映体的出峰时间和其与CCOF6的结合自由能大小可以推断,正己烷/异丙醇流动相对1-苯基-1-丙醇的洗脱能力最弱,正己烷/异丙醇流动相对1-苯基-2-丙醇的洗脱能力次弱;⑤除了S-1-苯基-1-丙醇出峰时间迟于R-1-苯基-1-丙醇,其余对映体均为R型出峰时间迟于S型。

English

    1. [1] Wu Y, Yan D, Zhang Z, et al. ACS Appl Mater Inter, 2019, 11(8):7661

    2. [2] Zhao-Karger Z, Gao P, Ebert T, et al. Adv Mater, 2019, 31(26):1806599

    3. [3] Cao L, Guo B, Yu Y, et al. ACS Omega, 2019, 4(20):18780

    4. [4] Xiong Y, Liao Q, Huang Z, et al. Adv Mater, 2020:1907242

    5. [5] Sun Y, Xu L, Waterhouse G I, et al. Sensor Actuat B:Chem, 2019, 281:107

    6. [6] Yang Y, Shen Y, Wang L, et al. J Electroanal Chem, 2019, 855:113590

    7. [7] Shen J-C, Jiang W-L, Guo W-D, et al. Chem Commun, 2020, 56(4):595

    8. [8] Maia R A, Berg F, Ritleng V, et al. Chem Eur J, 2019, 26(9):2051

    9. [9] Bai J, Lin Z A. Chinese Journal of Chromatography, 2019, 37(12):1251 白璟, 林子俺. 色谱, 2019, 37(12):1251

    10. [10] Yang C X, Yan X P. Chinese Journal of Chromatography, 2018, 36(11):1075 杨成雄, 严秀平. 色谱, 2018, 36(11):1075

    11. [11] Wang L K, Zhou J J, Lan Y B, et al. Angew Chem Int Ed, 2019, 58(28):9443

    12. [12] Han X, Huang J, Yuan C, et al. J Am Chem Soc, 2018, 140(3):892

    13. [13] Qian H-L, Yang C-X, Yan X-P. Nat Commun, 2016, 7:12104

    14. [14] Wang Y, Zhuo S, Hou J, et al. ACS Appl Mater Inter, 2019, 11(51):48363

    15. [15] Ma X, Zhang Y, Gao Y, et al. Chem Commun, 2020, 56(7):1034

    16. [16] Yin C C, Yang T T, Zhang J M, et al. Chinese Journal of Chromatography, 2020, 38(4):476 尹春春, 杨田田, 张金明, 等.色谱, 2020, 38(4):476

    17. [17] Alvira E. Tetrahedron:Asymmetry, 2017, 28(10):1414

    18. [18] Chen Y, Zuo Z, Dai X, et al. Talanta, 2018, 186:1

    19. [19] de Oliveira C, Ferreira N, Mota G. Spectrochim Acta Pt A:Mol Biomol Spectrosc, 2016, 153:102

    20. [20] Sun T, Qi L, Li W, et al. J Chromatogr A, 2019, 1601:310

    21. [21] Huang L, Lin Q, Li Y, et al. Anal Bioanal Chem, 2019, 411(2):471

    22. [22] Sedghamiz T, Bahrami M. J Mol Liq, 2019, 292:111441

    23. [23] Wang X, Hao J, Cheng J, et al. Nanoscale, 2019, 11(19):9327

    24. [24] Li G, Fei X, Liu H, et al. ACS Nano, 2020, 14(4):4196

    25. [25] Morris G M, Huey R, Lindstrom W, et al. J Comput Chem, 2009, 30(16):2785

    26. [26] Marques M A L, Oliveira M J T, Burnus T. Comput Phys Commun, 2012, 183(10):2272

    27. [27] Stephens P J, Devlin F J, Chabalowski C F, et al. J Phys Chem, 1994, 98(45):11623

    28. [28] Grimme S, Ehrlich S, Goerigk L. J Comput Chem, 2011, 32(7):1456

    29. [29] Weigend F, Ahlrichs R. Phys Chem Chem Phys, 2005, 7(18):3297

    30. [30] Weigend F. Phys Chem Chem Phys, 2006, 8(9):1057

    31. [31] Lefebvre C, Rubez G, Khartabil H, et al. Phys Chem Chem Phys, 2017, 19(27):17928

    32. [32] Sobereva. Investigating Intermolecular Weak Interactions via Independent Gradient Model (IGM). (2020-04-26)[2020-06-04]. http://sobereva.com/407 Sobereva. 通过独立梯度模型(IGM)考察分子间弱相互作用. (2020-04-26)[2020-06-04]. http://sobereva.com/407

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  • 收稿日期:  2020-05-10
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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