Воскресенье, 2021-03-07, 11:18 AMПриветствую Вас Гость | RSS
Егоров Сергей Николаевич
Меню сайта
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Блог


Главная » 2017 » Май » 31 » Водородная связь
8:08 PM
Водородная связь

Японские химики смогли изучить свойства водородной связи между молекулами плавиковой кислоты и воды, используя фуллерен в качестве «колбы». 

Взаимодействие кислот с водой, приводящее к образованию иона гидроксония и кислотного остатка, а также водородные связи в таких системах, чрезвычайно важны для понимания организации и самоорганизации биологически активных молекул и процессов в живых тканях. Однако детали этого процесса до сих пор до конца не ясны. Например, непонятно, способствует ли диссоциации кислоты образование водородной связи между атомом водорода кислоты и атомом кислорода воды. Также у химиков не было информации о том, какого количества молекул воды достаточно для гидратации даже простейшей кислоты — молекулы фтороводорода (HF). Все предпринимавшиеся до настоящего времени попытки изолировать молекулы HF и H2O не были успешны, главным образом из-за тенденции воды образовывать водородные связи не только с HF, но и с другими молекулами H2O. 

Чтобы узнать больше об особенностях электролитической диссоциации кислот, исследователи из Института химических исследований Киотского университета, решили поочерёдно поместить в клетку фуллерена С70 молекулу фтороводорода, молекулу фтороводорода, связанную с молекулой воды (HF·H2O), и молекулу воды. Было обнаружено, что для того, чтобы «протолкнуть» молекулы в клетку фуллерена, на них надо действовать и снаружи, увеличивая давление, и «втягивать» внутрь полости, используя межмолекулярные взаимодействия между HF и H2O. Изучая процессы попадания молекул в полость фуллерена, исследователям удалось определить свойства водородной связи, соединяющей молекулу фтороводорода и молекулу воды. 

Исследования полученных комплексов включения с помощью методов спектроскопии и рентгеноструктурного анализа показали, что в полость фуллерена быстрее всего попадает HF, на втором месте по скорости «заселения» стоит гидратированный фтороводород H2O·HF, и, наконец, наибольшее время для попадания в полость фуллерена требуется молекуле воды. Немаловажно и то, что при наличии в полости фуллерена молекулы фтороводорода молекула воды уже не могла войти в эту клетку — это указывает на то, что при образовании соединения включения (HF·H2O)@C70 требуется первоначальное образование комплекса HF·H2O, в котором вода и фтороводород связаны водородной связью.
Спектроскопия 1H-ЯМР показала, что при попадании в клетку соединения (H2O·HF)*C70 водородная связь между водой и фтороводородом не разрушается. Параметры полученного спектра указывают на то, что в этом соединении акцептором водородной связи является атом кислорода воды. Изучение (H2O·HF)*C70 с помощью рентгеноструктурного анализа также подтвердило наличие в инкапсулированном в фуллерен комплексе HF·H2O водородной связи, которая возникает таким образом, что три атома — фтор, водород фтороводорода и кислород воды — находятся практически на одной прямой линии. Рентгеноструктурный анализ показывает небольшое межатомное расстояние между кислородом и водородом в водородной связи, что может говорить о том, что в комплексе HF·H2O связь фтор-кислород уже преддиссоциирована, и его строение скорее ближе к ситуации, возникающей после распада фтороводорода на ионы и гидратации иона водорода — H3O+·и F−. 

Таким образом исследователи показали, что производные фуллерена представляют собой исключительно удобное наноокружение для изучения изолированных частиц и молекулярных комплексов, анализ таких систем не был доступен химикам прошлого. Получение комплексов «гость—хозяин» позволяет исследовать межмолекулярные взаимодействия, пренебрегая влиянием посторонних молекул. Такое исследование может оказаться полезным для более детального изучения межмолекулярных взаимодействий, что предоставит химикам новую информацию об организации биомолекул, которая, в свою очередь, может стать важной для разработки новых лекарственных препаратов и оптимизации биотехнологических процессов.

По материалам сайта elementy.ru.

http://advances.sciencemag.org/content/3/4/e1602833.f..

Просмотров: 310 | Добавил: etanol96 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar
Вход на сайт
Поиск
Календарь
«  Май 2017  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031
Архив записей
Друзья сайта
  • Сергей Егоров
  • FAQ по системе
  • Подготовка к ЕГЭ