C – H ··· O взаимодействие - C–H···O interaction

В химия, а C – H ··· O взаимодействие иногда описывается как особый тип слабых водородная связь. Эти взаимодействия часто происходят в структурах важных биомолекулы подобно аминокислоты, белки, сахара, ДНК и РНК.[1][2]

История

Взаимодействие C – H ··· O было открыто в 1937 г. Сэмюэл Гласстон. Glasstone изучила свойства смесей ацетон с разными галогенированные производные из углеводороды и понял, что дипольные моменты этих смесей отличаются от дипольных моментов чистых веществ. Он объяснил это, установив концепцию взаимодействий C – H ··· O. Первый кристаллографический анализ C-H ⋯ O водородные связи были опубликованы Июнь Сутор в 1962 г.[3]

Характеристики

Похожий на водородные связи, взаимодействие C – H ··· O включает взаимодействия диполей и поэтому имеет направленность.[4] Направленность взаимодействия C – H ··· O обычно определяется углом α между атомами С, Н и О, а расстояние d между атомами O и C. При взаимодействии С – Н ··· О угол α находится в диапазоне от 90 до 180 °, а расстояние d обычно меньше 3,2Å.[5] Прочность связи менее 1 ккал / моль. В случае ароматный Доноры C – H, взаимодействия C – H ··· O нелинейны из-за влияния ароматическое кольцо заместители рядом с взаимодействующей группой C-H.[6][7] Если ароматические молекулы, участвующие во взаимодействии С – Н ··· О, принадлежат к группе полициклические ароматические углеводороды сила взаимодействий C – H ··· O увеличивается с увеличением количества ароматических колец.[8]

C – H ··· O взаимодействия могут быть важны в дизайн лекарства, присутствующие в структурах терапевтических белков,[9][10] и нуклеиновые кислоты.[11]

Взаимодействия типа O-H ··· C и N-H ··· C также могут играть важную роль и впервые были проанализированы в 1993 году.[12]

Рекомендации

  1. ^ Г. Р. Дезираджу, Т. Штайнер, Слабая водородная связь в структурной химии и биологии, 1999, OxfordUniversity Press, Оксфорд (1999).
  2. ^ M. S. Weiss, Trends Biochem. Наук, 2001, 26, 521.
  3. ^ Швальбе, Карл Х. (2012). «Джун Сутор и спор о водородных связях C – H ··· O». Обзоры кристаллографии. 18 (3): 191–206. Дои:10.1080 / 0889311x.2012.674945. ISSN  0889-311X.
  4. ^ T. Steiner, G.R.Desiraju, Chem. Commun., 1998, 891.
  5. ^ Т. Штайнер, CrystRev, 2003, 9, 2-3, 177.
  6. ^ Д. Э. Велькович, Г. В. Янич, С. Д. Зарич, «Линейны ли взаимодействия C – H ··· O? Случай ароматических доноров CH», CrystEngComm, 2011, 13, 5005. Дои: 10.1039 / C1CE05065F
  7. ^ J. Lj. Драгель, Г. В. Янич, Д. Э. Велькович и С. Д. Зарич, "Кристаллографическое и ab initio исследование пиридиновых взаимодействий CH / O. Линейность взаимодействий и влияние классических водородных связей пиридина", CrystEngComm, (2013), т. 15, 10481. DOI: 10.1039 / C3CE40759D
  8. ^ Велькович, Душан Ž. (2018-03-01). «Сильные взаимодействия CH / O между полициклическими ароматическими углеводородами и водой: влияние размера ароматической системы». Журнал молекулярной графики и моделирования. 80: 121–125. Дои:10.1016 / j.jmgm.2017.12.014. ISSN  1093-3263. PMID  29331729.
  9. ^ К. Раманатан, В. Шанти, Р. Сетумадхаван, Int J Pharm Pharm Sci, 2011, 3, 3, 324.
  10. ^ Д. П. Маленов, Г. В. Янич, Д. Э. Велькович, С. Д. Зарич, «Взаимное влияние параллельных взаимодействий CH / O, OH / π и неподеленной пары / π в системе вода / бензол / вода», Вычислительная и теоретическая химия, (2013), т. 1018, 59 - 65. DOI: 10.1016 / j.comptc.2013.05.030
  11. ^ Д. Э. Велькович, В. Б. Медакович, Дж. М. Андрич и С. Д. Зарич, «C – H / O взаимодействия нуклеиновых оснований с молекулой воды. Кристаллографические и квантово-химические исследования.», CrystEngComm, 2014., DOI: 10.1039 / C4CE00595C
  12. ^ М.А. Висвамитра, Р. Радхакришнан, Дж. Бандекар, Г. Р. Дезираджу, «Доказательства образования водородных связей O-H ··· C и N-H ··· C в кристаллических алкинах, алкенах и ароматических соединениях», J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 4868-4869.DOI: 10.1021 / ja00064a055