π-π相互作用广泛存在于化学和生物学领域,在许多材料的构筑和生物超分子形成的过程中起重要作用。虽然近年来人们一直非常关注这一现象并开展了许多研究工作,但对有关π-π相互作用机理的认识还远远不够。我们通过NMR和理论计算研究了N,N’-烷基取代的喹吖啶酮衍生物分子间π-π相互作用。在NMR实验中我们测定了一系列具有不同长度烷基链并且芳香环上带有不同取代基的喹吖啶酮衍生物在氯仿中的氢谱,通过氢核化学位移随溶液浓度、温度和溶剂极性的变化得到了喹吖啶酮衍生物分子在溶液中由π-π相互作用引起的聚集结构及聚集过程的热力学参数并推测了分子聚集的构型。我们发现,芳香环上大取代基的存在和烷基链长度的增加不利于溶液中分子的聚集,而芳香环上卤素取代基的存在则有利于溶液分子的聚集。我们采用MP2方法6-31G基组对几种N,N’-甲基取代喹吖啶酮衍生物典型的二聚体构型进行了势能面扫描,改变芳环上的取代基,考察取代基性质对π-π相互作用结合能和堆叠结构的影响。由计算得到的优势构型也与NMR结果基本吻合。实验和理论计算结果都表明喹吖啶酮衍生物分子中羰基氧和N原子的静电效应决定了分子二聚体的构型。不论是拉电子还是推电子的取代基都降低了二聚体的能量即增加了分子间π-π相互作用强度,说明色散力和交换排斥能决定了分子间的π-π相互作用的相对强度。