可以在不同溶剂中研究的构象明确的超分子复合物提供了一个平台,用于分离和量化由于官能团相互作用和去溶剂化而产生的自由能贡献。这里,四种不同的杯[4]
吡咯受体和十一种不同的
吡啶N-氧化物客体之间形成的1:1复合物已被用来剖析控制
水和
氯仿溶液中芳香族与杂环相互作用的因素。 1 H NMR谱显示配合物的三维结构通过受体底部的
吡咯供体和客体上的N-氧化物受体之间的四个H键相互作用固定,锁定相互作用官能团的几何排列在受体另一端的结合口袋中。客体上的芳香杂环与受体的侧壁产生两次堆积相互作用和两次边对面相互作用。使用
化学双突变体循环来测量这四种芳香族相互作用对复合物整体稳定性的自由能贡献。在
氯仿中,与
吡啶、
嘧啶、
呋喃、
噻吩和
噻唑测量的芳香族相互作用类似于与苯基的相互作用,但引入杂原子的效果取决于它相对于空腔芳香族侧壁的位置。定向到结合位点侧壁的π面的氮孤对导致高达8 kJ mol -1的排斥相互作用。在
水中,杂环芳族相互作用都明显更有利(高达