苯偶酰二腙(benzil dihydrazone BDH)在构筑新型西弗碱方面具有重要的价值,但已经报道的基于BDH的西弗碱都是双西弗碱,类似的二胺或二羰基化合物也没有同时生成单双西弗碱的报道。从理论上讲,生成单双西弗碱的可能性都是存在的,主要决定因素应该是反应摩尔比及相关的反应条件(如温度等),为什么会出现只有双西弗碱被报道的情况呢?影响反应产物的决定因素是什么?为了搞清楚这些问题,同时为了合成多种类的单双新型西弗碱,我们从实验和理论计算两个方面做了以下的研究。实验方面,我们设计合成了基于BDH的三个系列的西弗碱(HCF系列、HDF系列、MF系列),通过控制条件,均得到了其单西弗碱和双西弗碱,再通过元素分析、核磁共振、X-射线衍射、红外光谱分析等手段明确了其分子结构和晶体结构。BDHHDF已经被报道过了,其他五种西弗碱都是新物质,这五种新西弗碱的晶体结构都得到了详尽的阐释(四种通过单晶X-射线衍射法确定,一种通过粉末X-射线衍射法确定),其晶体结构具有相似的特点。例如,所有分子都呈双螺旋结构,双螺旋的两臂都呈反式构象,有良好的共平面性,扭转角为72-970；分子间都存在氢键、π-π-堆积作用和C-H...π弱相互作用等。另外还测试了这些西弗碱的紫外光谱和荧光光谱,通过理论计算辅助分析研究了紫外光谱产生的原理。理论计算方面,以各类西弗碱在各种反应条件下的产率为实验基础(我们认为,从产率高低到能否合成只是量上的不同而已),来探究决定单双西弗碱产物类型的主要因素。研究分为三步：(1)首先根据实验结果中的分子结构优化了所有反应物和产物的最稳定构型(均包括气相和液相两种状态)；(2)计算了生成单西弗碱或双西弗碱过程中的焓变(△H)、吉布斯自由能变(△G)以及产物单、双西弗碱的最低空轨道(LUMO)和最高占据轨道(HOMO)能量之差(ΔE)；(3)认真分析ΔH、ΔG和ΔE与反应产率及反应条件的关系。在单双西弗碱产物类型方面,研究结论如下：AH和AG主要影响产率,而ΔΔH,ΔΔG和产物稳定性影响产物类型。当单双西弗碱生成反应的ΔΔH,ΔΔG和产物稳定性相差不大时,反应条件(主要是摩尔比)将成为影响产物类型的决定因素；如果单双西弗碱生成反应的ΔΔH,ΔΔG和产物稳定性相差较大,则反应条件(主要是摩尔比)的影响将减弱；由此可以进一步推测,如果单双西弗碱生成反应的ΔΔH,ΔΔG和产物稳定性相差很大,则反应条件(主要是摩尔比)的影响将消失,就会出现无论如何改变反应条件,都只能得到某一种类型西弗碱的情况。以上两个方面的研究都取得了阶段性成果,但都还有很多工作要做,比如,实验方面,没有在新型西弗碱基础上进行金属的配位研究和生物活性研究；理论计算方面,没有详细研究反应活化能对单双西弗碱生成类型的影响。这些都有待后来者继续。