关于冠醚与水的氢键作用该如何计算

我真的算不明白

各位老师好，我目前想算一个类似15冠醚的结构与几个水形成的团簇最稳定，也看了一些大佬们的帖子，但大部分类似的帖子配体数目已知，或是很大的团簇（如石墨烯），但对于这种配体数目未知的情况，应该采用什么方法，或是如何设定模型？
目前本人能想到的就是分别算结合不同水分子数的结构，选出能量最低的，但是感觉不是很靠谱，烦请各位大佬拨冗指点，谢谢！

wzkchem5

你研究这个的目的，是为了研究特定压强下气相里15冠醚结合几个水分子？还是为了研究水溶液里对15冠醚做显式溶剂化需要加几个水分子？

我真的算不明白

wzkchem5 发表于 2024-7-3 14:34
你研究这个的目的，是为了研究特定压强下气相里15冠醚结合几个水分子？还是为了研究水溶液里对15冠醚做显式 ...

老师您好，是为了研究该冠醚作为催化剂对水的耐受性，溶液环境不是水，只是想计算这个结构最多能结合几个水分子，从而推出对水的耐受极限

wzkchem5

我真的算不明白 发表于 2024-7-3 08:04
老师您好，是为了研究该冠醚作为催化剂对水的耐受性，溶液环境不是水，只是想计算这个结构最多能结合几个 ...

这里的问题在于（1）即使知道了能结合几个水，也不知道需要加多少浓度的水才能结合这么多水，因为冠醚和水的结合是平衡，不是不可逆反应；（2）因为是平衡，所以即使结合水的冠醚分子远多于没结合水的冠醚分子，也未必意味着不耐受；（3）反过来讲，也可能结合第一个水分子就已经不耐受了，研究能不能结合第二个水未必和耐受性有关系。
所以建议重新评估一下，研究结合几个水分子是否能得到关于你说的耐受性的结论，然后再做计算

我真的算不明白

wzkchem5 发表于 2024-7-3 16:18
这里的问题在于（1）即使知道了能结合几个水，也不知道需要加多少浓度的水才能结合这么多水，因为冠醚和 ...

老师您好，是我之前的描述有问题，这个冠醚催化剂是用于聚合反应的，因为一般来讲水的存在会影响聚合，但在该催化体系下已经通过实验证明，加入一定的水不会影响聚合，我们猜测是由于冠醚与水之间存在氢键作用，相当于把水分子锁住，所以我想通过计算找到这样一个结构来对实验结果加以证明，至于具体的耐受量是不需要计算的
由于不知道冠醚和几个水分子结合最稳定，况且也不是水溶液体系，所以不知道从何下手
至于老师说的平衡反应，我的体系催化剂负载一般在0.05%以下，水的数目应该是远多于催化剂分子数的，所以才想算一下二者是怎样结合的
很抱歉之前描述有误 耽误了老师不必要的时间！

wzkchem5

我真的算不明白 发表于 2024-7-3 10:00
老师您好，是我之前的描述有问题，这个冠醚催化剂是用于聚合反应的，因为一般来讲水的存在会影响聚合，但 ...

既然水分子远多于催化剂分子，那么更说明冠醚不是通过锁住水来起作用的，因为冠醚不足以锁住你体系里的所有水。我觉得首先应该确定，在冠醚不存在的情况下，你的聚合体系对水的耐受度多高，可能也和冠醚存在时一样高。水会影响阳离子/阴离子/配位聚合没错，但是只有一部分这样的体系是只需要一当量水就完全死掉了，有的聚合体系对聚合活性种好几个当量的水都不敏感，例如alpha-氰基丙烯酸甲酯（502胶）甚至能在液态水的水面上聚合，水不仅不阻止聚合，反倒引发聚合。不能武断地认为聚合体系不怕水一定是因为你外加的物质起的作用

我真的算不明白

wzkchem5 发表于 2024-7-3 20:51
既然水分子远多于催化剂分子，那么更说明冠醚不是通过锁住水来起作用的，因为冠醚不足以锁住你体系里的所 ...

好的 我再仔细思考一下 谢谢老师！