Стэкинг в химии

В органической химии, ароматическое взаимодействие (или π-π взаимодействие) - это нековалентное взаимодействие между органическими соединениями, содержащими ароматические компоненты. π-π взаимодействия вызываются межмолекулярным перекрыванием p-орбиталей в π-сопряженных системах, так что они становятся сильнее, поскольку число π-электронов возрастает. Другими нековалентными взаимодействиями являются водородные связи, силы Ван-дер-Ваальса, взаимодействия, связанные с переносом заряда, и диполь-дипольные взаимодействия.

В π-π взаимодействие вовлечены исключительно плоские ароматические соединения, такие как антрацен, трифенилен, коронен, по причине наличия делокализованных π-электронов. Это взаимодействие, несколько более сильное, чем другие нековалентные взаимодействия, играет важную роль в различных областях супрамолекулярной химии. Очевидно, в частности, что π-π взаимодействия оказывают значительное влияние на формирование кристаллической структуры ароматических соединений, а также на свойства столь различных полимеров, как арамиды, полистирол, ДНК, РНК, белки ипептиды.

Стэкинг в биологии

В ДНК параллельный стэкинг имеет место между соседними парами нуклеотидов и повышает стабильность молекулярной структуры. Азотистые основания нуклеотидов имеют пуриновые или пиримидиновые группы в своем составе, состоящие, в свою очередь, из ароматических колец. В молекуле ДНК ароматические кольца расположены примерно перпендикулярно оси спирали, поэтому их поверхности расположены параллельно, что способствует перекрыванию p-орбиталей этих оснований.

Похожий эффект, именуемый T-стэкинг, часто наблюдается в белках, когда атомы водорода с частичным положительнымзарядом одной ароматической системы направлены к центру другой ароматической системы перпендикулярно плоскости последней.

Стэкинг в технике

Некоторые жидкие кристаллы могут образовывать колончатые структуры с помощью π-π взаимодействий.

В современных нанотехнологиях π-π взаимодействия являются важным фактором методик молекулярной самосборки .

Обнаружение ароматических веществ газоанализаторами также может быть основано на явлении стэкинга

См. также

• Intercalation (chemistry)

Внешние ссылки

• The physical basis of nucleic acid base stacking in water.

Источники

1. ↑ A. Petitjean, R. G. Khoury, N. Kyritsakas and J. M. Lehn (2004). "Dynamic Devices. Shape Switching and Substrate Binding in Ion-Controlled Nanomechanical Molecular Tweezers". J. Am. Chem. Soc. 126 (21): 6637–6647. DOI:10.1021/ja031915r.

Категории: Органическая химия | Супрамолекулярная химия