综述：利用非共价相互作用在分子和超分子有机催化中实现选择性和反应性：计算化学的视角

《ChemCatChem》：Harnessing Selectivity and Reactivity with Noncovalent Interactions in Molecular and Supramolecular Organo-Catalysis: A Computational Perspective

非共价相互作用在有机催化中的应用及量子化学计算研究进展，涉及手性催化、光电催化与自组装纳米结构设计，通过密度泛函理论和量子计算解析弱相互作用机制，为优化催化剂提供理论依据。

　　

图形摘要

本综述涵盖了在分子和超分子有机催化框架中合理操控非共价相互作用的优势，这些应用涉及手性催化、光氧化还原催化中的电子供体-受体反应，以及在自组装胶囊和笼状结构中的转化过程。

摘要

非共价相互作用（如氢键、卤素键、疏水效应、π堆积等）在生物催化中起着重要作用，其在化学催化中的应用在过去二十年里得到了快速发展。尽管这些相对复杂的相互作用背后的原理仍然具有挑战性，但密度泛函理论以及基于波函数的量子力学方法的进步使得对这些弱相互作用进行可靠的解释成为可能，并且具有足够的准确性，从而能够深入了解它们在分子结合和化学转化中的物理本质。这种对电子结构和反应性的深入理解为合理设计这些复杂的分子内/分子间相互作用提供了可能性，以实现类似酶的最佳催化效率。因此，在本研究中，我们重点关注了在分子和超分子有机催化框架中合理操控非共价相互作用的应用，包括手性催化、光氧化还原催化中的电子供体-受体反应，以及在自组装胶囊和笼状结构中的转化过程。我们强调了量子化学数据分析在评估催化剂性能方面的作用，并指出了计算反应结果过程中存在的挑战及相应的解决方法。我们相信，这一概述将为利用非共价弱相互作用成功设计有机催化剂提供指导原则。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。