ジメチルオーリドは水中で水素結合を形成することができました

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ジメチルオーリドは水中で水素結合を形成することができました
ジメチルオーリドは水中で水素結合を形成することができました
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アメリカの化学者は、液相の水分子とジメチルオーリドの負に帯電した錯体の挙動をモデル化し、金とメチル基がこの媒体で水素結合を形成できることを発見しました。研究の結果は、Journal of the American ChemicalSocietyに掲載されています。

水素結合は比較的弱いと考えられていますが、化学と生物学において非常に重要な役割を果たしています。科学者たちは、水素結合(O、N、F)の通常の受容体に加えて、遷移金属も酸性(電子密度が枯渇した)プロトンに結合できるとますます確信するようになっています。たとえば、科学者たちは、ガンと戦う薬剤であるシスプラチンの白金が水分子の水素原子と結合を形成できることを示しました。

金は水素と同様の異常な相互作用を示す可能性があります。満たされた5d軌道が存在するため、金イオンは水素と同様の異常な相互作用を示す可能性があります。すべての金属の中で、この元素はハロゲンに匹敵する最高の電子親和力を持っており、金がマイナス1の酸化状態にある金化セシウムの形成を可能にし、優れたプロトン受容体になります。多くの研究者が気相での水素結合AuI … H-Oの形成の計算を行ってきました。それらが、エネルギーの点でより有利な競争プロセスが起こり得る液体媒体で形成されるかどうかは、未解決の問題のままです。

ペンシルベニア大学のManojKumarとJosephS。Franciscoは、ジメチルオーリドと水との相互作用の分子動力学モデルを計算しました。 Born-Oppenheimer分子動力学シミュレーションにより、科学者は、さまざまな媒体における特定の温度での有限数の分子のシステムの挙動のダイナミクスを経時的に追跡することができました。

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ジメチルオーリドと水分子の錯体の概略図(上段)および気相における原子と結合の最適化された配置

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初期位置から20ピコ秒および40ピコ秒後の分子の動的挙動のモデルからのフレーム。複雑な化合物と相互作用する水分子は、ボールとロッドの形で描かれています。酸素は赤、水素は灰色です。数字は結合長と角度Au-H-Oの値を示しています

気相での計算によると、錯化合物[Au(CH3)2)]の金と水素の結合-…H2Oの長さは2.4オングストローム強で、Au…HOの角度はほぼ154度でした。 、これは水素結合を決定するための基準に適合します。長さは2.5オングストローム未満、角度は150度を超えます。 2番目の水分子が理論システムに導入されたとき、金はそれと結合を形成しましたが、この結合の構造パラメーターでは、それを水素と呼ぶことはできませんでした。 300ケルビンの温度の液体水中では、金は1,9個の水素結合を形成し、2つのメチル基も水分子の酸素と0,11個の水素結合を形成しました。統計計算によると、このシステムには主にジメチルオーリドと水との錯体が含まれており、金は1つまたは2つの水分子と結合しています。

著者らは、液体水中の金原子との非古典的な水素結合の形成を示唆する彼らの研究の結果は、遷移金属錯体の弱い相互作用の理解を深めるのに役立つと主張しています。これは、化学結合の基本的な概念を明らかにするのに役立ち、触媒作用や超分子化学への適用性の観点からも役立ちます。

ホウ素と結合した水素も、芳香族化合物のπ系と弱い結合を形成する可能性があることがわかりました。これらの接続は、表面の物理的な動きに影響を与える可能性があります。たとえば、昨年の夏、アメリカの科学者たちは、水素結合が摩擦に大きく寄与することを示しました。

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