Новости химической науки > Замыкание цикла расскажет о водородном связывании

Результаты нового исследования позволяют утверждать, что скорость обесцвечивания флуоресцентного красителя может оказаться полезным визуальным маркером для слежения за изменениями возможностей среды по образованию водородных связей.

При облучении ультрафиолетом бесцветные спиропираны размыкают цикл, образуя ярко окрашенные мезоцианины. Мезоцианины являются термически неустойчивыми соединениями, и со временем регенерируют в бесцветные спиропираны. Мезоцианины, разработанные в группе Саймона Кьямпи (Simone Ciampi) из Университета Воллонгонга (Австралия), содержат катехиновый фрагмент, способный к образованию внутримолекулярных водородных связей, которые стабилизируют форму с разомкнутым циклом и замедляют обесцвечивание.

Полярные растворители могут вступать в конкурирующую реакцию образования водородной связи, ускоряя потерю окраски. Это обстоятельство позволило Кьямпи и его коллегам визуализировать способность растворителей к водородному связыванию – к растворителю добавляли краситель и измеряли скорость его обесцвечивания.

Скорость обесцвечивания красителя может зависеть от способности растворителя к образованию водородных связей. (Рисунок из Chem. Commun., 2015, DOI: 10.1039/c4cc09857a)

Специалист по химии растворителей Робин Роджерс (Robin Rogers) из Университета МакГилл (Канада) предостерегает, что предлагаемый подход может оказаться не таким простым, как это выглядит с первого взгляда. На изменение окраски могут влиять и дополнительные типы взаимодействий растворитель/растворенное вещество, поэтому интерпретация результатов и построение шкалы, связывающей интенсивность окраски раствора и способность растворителя к образованию водородных связей, может оказаться довольно сложной задачей. Кьямпи соглашается с доводами коллеги, подчеркивая, что известные шкалы полярности растворителя не могут дать представление о множественности межмолекулярных взаимодействий, проявляющихся на молекулярном уровне. Именно поэтому в своей работе Кьямпи и его коллеги старались не привязываться к индивидуальным шкалам полярности, но фокусироваться на их суперпозиции, не рассматривая растворители, отличающиеся исключительно высокой и исключительно низкой полярностью.

Известно, что водородное связывание влияет на биологические процессы, в частности – скручивание белка, поэтому точная информация о способности среды к образованию водородных связей может оказаться важной для понимания строения и принципа работы белковых систем.

Как заявляет сам Кьямпи, по его мнению, наиболее интересным моментом работы являлось наблюдение того, как в микрокапиллярном устройстве способность растворителя к образованию водородных связей меняется, реагируя на давление, приложенное к растворителю; следует отметить, что такие изменения было сложно предсказать a priori, но при этом они согласуются с наблюдениями об изменениях в структуре белка, наблюдавшихся в таком же микрокапиллярном устройстве и также вызванных давлением.

Источник: Chem. Commun., 2015, DOI: 10.1039/c4cc09857a

метки статьи: #аналитическая химия, #межмолекулярные взаимодействия, #супрамолекулярная химия