研究排列氢键受体和阳离子之间的相互作用

英国的研究人员已经量化了阳离子结构和氢键相互作用的大小之间的关系。这些发现将有助于科学家通过预测带电物种在有机溶液中的行为来设计新的超分子系统。

非共价相互作用控制着双分子识别和有机催化。阳离子与氢键受体形成良好相互作用的能力是众所周知的，但直到现在还没有办法对它们进行相对排名。克里斯托弗·亨特来自剑桥大学的教授和他的同事们已经将实验数据转化为阳离子胍，伯，叔和季铵，咪唑，甲基吡啶，锂，钠，钾，铷和铯的氢键供体参数。

研究小组测量了阳离子与一组氢键受体结合时的平衡常数，并利用这些常数推导出阳离子的氢键供体参数。对于每个阳离子，他们在不同的溶剂中使用不同的氢键受体重复测量，以检查不同体系的参数是否一致。他们还检查了加水和不同的阴离子对参数的影响;两者都可以忽略不计。

一些带电阳离子的结果，如锂，是不寻常的。“令人惊讶的是，溶液中带电阳离子的氢键能力在中性氢键供体的范围内，令人惊讶的是，一些中性氢键供体可以胜过完全带电的物种，”评论道斯科特·科克罗夫特他是英国爱丁堡大学非共价相互作用物理化学方面的专家。“大量水的存在所产生的微小影响以及阴离子反离子的存在也令人惊讶。”

超分子化学巴勃罗Ballester西班牙ICIQ的研究人员指出，“实验测得的结合自由能与亨特溶剂化竞争模型计算出的值之间存在漂亮的线性相关性。”

新的参数将允许科学家验证现有溶剂化模型的可靠性。它们还可以帮助预测广泛情况下的分子间相互作用，例如，在水中，离子相互作用很重要，在催化中，过渡态通常是部分带电的。

“作为一名超分子化学家，你真正想知道的是，如果我在我的系统中加入一个相互作用，它会改变我的亲和度一个数量级还是一个无法检测到的小量?”亨特补充道。“这就是这种方法可以让你量化的——影响会有多大。”