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复旦大学Xinlei, Chen在Journal of the American Chemical Society发文:通过(噻吩)2-(水)1-2团簇的微波光谱揭示水在π-π堆积中的作用

论论资讯 | 2023-12-07 3热度

Journal of the American Chemical Society

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Unveiling the Role of Water on π-π Stacking Through Microwave Spectroscopy of (Thiophene)<sub>2</sub>-(Water)<sub>1-2</sub> Clusters

Chen Xinlei; Wang Guanjun; Zeng Xiaoqing; Li Weixing; Zhou Mingfei

Published:2023-12-06
DOI:10.1021/jacs.3c10887

研究背景

在生物和化学系统中,π-π堆叠是一种关键现象。然而,有一个长期的争论,即水是否增强或阻碍π-π堆叠。这个问题一直困扰着研究人员,因为水在生物和化学系统中普遍存在。因此,研究水对π-π堆叠的影响是一个重要的研究领域。

研究内容

在这项研究中,研究人员通过微波光谱观察硫代苯并噻吩二聚体的气相水合物团簇,探究了水对π-π堆叠的影响。研究人员发现了两个(C<sub>4</sub>H<sub>4</sub>S)<sub>2</sub>-H<sub>2</sub>O的异构体和两个(C<sub>4</sub>H<sub>4</sub>S)<sub>2</sub>-(H<sub>2</sub>O)<sub>2</sub>的异构体。这些确定是通过量子化学计算和同位素测量支持的。在每个构象中,水分子位于芳香对之间,形成独特的相互作用。水分子通过OH···π相互作用作为氢键供体与噻吩分子接触,或通过CH···O相互作用作为氢键受体与噻吩分子接触。能量分解分析表明,水分子的键合模式显著影响芳香环之间的π···π相互作用。这些发现为了解水在塑造π-π堆叠中的作用提供了有价值的结构洞察力。

研究意义

这项研究揭示了水分子如何影响π-π堆叠,填补了这个领域的一项重要研究空白。此外,这项研究还提供了有关水分子在生物和化学系统中的作用的新见解。这项研究的结果对于设计具有特定功能的分子材料以及开发新药物具有重要意义。

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