分子5-甲基-2-[(2-硝基苯)氨基]-3-噻吩碳腈,由于其晶体的颜色,通常被称为Roy(红-橙-黄),被称为具有最多多态的有机化合物。现在,格里高利Beran和来自美国加州大学河滨分校和英国帝国理工学院的合作者已经为罗伊开发了第一个与实验证据一致的晶体能量景观,并得出结论,研究人员已经发现了最稳定的罗伊多态性。1

结构图

来源:©Gregory Beran/加州大学河滨分校

罗伊(左)拥有目前数量最多的完全特征的有机晶体多态的记录。一项计算研究已经确定了一种新的结构(#15),它变得比所有实验已知的形式更稳定

以前,晶体结构的预测并没有显示出通过实验所看到的相同的相对稳定性。众所周知,密度泛函理论(DFT)由于在具有较大π共轭的系统(如平面分子)中的离域误差而过度校正稳定性。构象能量校正可以应用于DFT以减少这种误差,当与之前的晶体结构预测相结合时,可以得到反映实验证据的更准确的能量图。

Beran和同事们开发的新景观显示,在环境条件下已经发现了七个最稳定的Roy多晶型。虽然在这些条件下有可能报告新的多晶型,但景观表明可能需要专门的结晶技术。然而,在超过10GPa的压力下,它发现了一种尚未报道的多态体比其他多态体更稳定。

沃尔特·麦克龙(Walter McCrone)有一句名言:“每一种化合物都有不同的多态形式,一般来说,已知的一种化合物的形式数量与研究该化合物所花费的时间和金钱成正比。”2这项新研究表明如何克服传统计算化学的限制,从而给出更准确的晶体结构预测。