Study ranks interactions between hydrogen-bond acceptors and cations — ABC Chemicals


Исследователи в Великобритании дали количественную оценку взаимосвязи между структурой катионов и величиной взаимодействия водородных связей. Полученные результаты помогут ученым в разработке новых надмолекулярных систем путем прогнозирования поведения заряженных частиц в органических растворах.

Нековалентные взаимодействия определяют бимолекулярное распознавание и органокатализ. Способность катионов образовывать благоприятные взаимодействия с акцепторами водородных связей хорошо известна, но до сих пор не было возможности ранжировать их относительно друг друга. Кристофер Хантер из Университета Кембриджа и его сотрудники превратили экспериментальные данные в параметры доноров водородных связей для катионов гуанидиния, первичного, третичного и четвертичного аммония, имидазолия, метилпиридиния, лития, натрия, калия, рубидия и цезия. 

Команда измерила константы равновесия для катионов при связывании с набором акцепторов водородных связей и использовала их для получения параметра донора водородной связи катиона. Для каждого катиона они повторили измерения с различными акцепторами водородных связей в разных растворителях, чтобы проверить, что параметр был согласованным в разных системах. Они также проверили, как добавление воды и различных анионных противоионов влияет на параметры; оба были незначительными. 

Study ranks interactions between hydrogen-bond acceptors and cations - ABC Chemicals

Результаты для некоторых заряженных катионов, таких как литий, являются необычными. «Удивительно, что способности водородных связей заряженных катионов в растворе оказались в диапазоне доноров нейтральных водородных связей, что поразительно, некоторые доноры нейтральных водородных связей могут вытеснять полностью заряженные частицы», — комментирует Скотт Кокрофт, эксперт по физическая химия нековалентных взаимодействий в университете Эдинбурга, Великобритания. «Минимальное влияние присутствия значительного количества воды и идентичности анионных противоионов также было неожиданным».

Супрамолекулярный химик Пабло Баллестер из ICIQ, Испания, отмечает «прекрасную линейную корреляцию между экспериментально измеренными свободными энергиями связывания и рассчитанными значениями, используя конкурентную модель сольватации Хантера».

Новые параметры позволят ученым подтвердить достоверность существующих моделей сольватации. Они также могут помочь предсказать межмолекулярные взаимодействия в широком диапазоне контекстов, например, в воде, где важны ионные взаимодействия, и в катализе, где переходные состояния обычно частично заряжены.

«Как супрамолекулярный химик, вы действительно хотите знать, если я добавлю взаимодействие в свою систему, оно изменит мое сродство на порядок или на неопределяемо малую величину?» добавляет Охотник. «Это то, что этот подход позволяет вам определить — насколько велик будет эффект».







Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *