KANAZAWA, Japan, 11 mei 2021 / PRNewswire / - Onderzoekers van de Kanazawa Universiteit rapporteren in Chemical Communications hoe oplosmiddelen de kracht van donor-acceptorinteracties beïnvloeden. Ze ontdekten dat siliconenoplosmiddelen, die een lage compatibiliteit bieden, de donor-acceptorinteracties tussen aromatische moleculen intensiveren in vergelijking met koolwaterstofoplosmiddelen.
Aromatische donor-acceptor (D-A) interacties zijn een soort niet-covalente binding tussen een donor (elektronenrijk) en een acceptor (elektronendeficiënte) aromatische moleculen. Aromatische moleculen hebben een of meer ringen met 'gedelokaliseerde' elektronen. De aromatische D-A-interacties worden veel gebruikt voor het bouwen van supramoleculaire structuren, die bestaan uit een verzameling moleculen gevormd door niet-covalente bindingen zoals bouwstenen. De supramoleculaire structuren hebben slimme eigenschappen zoals reactievermogen op externe stimuli en zelfherstel. De stabiliteit en slimme eigenschappen van supramoleculaire architecturen gevormd door DA-interacties zijn afhankelijk van de kenmerken van de DA-interacties onder verschillende omstandigheden. Shogo Amemori en collega's van de Kanazawa Universiteit hebben nu de oplosmiddeleffecten op de sterkte van DA-interacties onderzocht. Hun bevindingen bieden belangrijke inzichten in de oorsprong van aromatische D-A-interacties en een nieuw moleculair ontwerp van supramoleculaire architecturen.
De onderzoekers werkten met organische verbindingen die bekend staan als pyromellitisch diimide (PMDI) en pyreen (Py) derivaten als respectievelijk acceptoren en donoren. De sterkte van de D – A-interactie tussen de PMDI- en Py-derivaten werd geëvalueerd door de associatieconstante van de D – A-interactie, waarbij een hogere associatieconstante sterkere D – A-interacties betekent.
Amemori en collega's gebruikten oplosmiddelen met verschillende polariteiten voor de evaluatie van het oplosmiddeleffect op de DA-interactie. Polariteit houdt verband met de scheiding van lading (in positieve en negatieve componenten) binnen een molecuul; in moleculen met een lage polariteit is de ladingsscheiding klein. Omdat de meeste eerdere onderzoeken zich concentreerden op oplosmiddelen met een lage polariteit die tot de klasse van alifatische moleculen behoorden, onderzochten de wetenschappers een andere klasse verbindingen, de zogenaamde poly(dimethylsiloxanen) (PDMS) of oligo(dimethylsiloxaan) (ODMS). Deze moleculen bestaan uit een ruggengraat van silicium-zuurstofbindingen die volledig bedekt zijn met organische groepen, en leiden als oplosmiddelen doorgaans tot een lage polariteit.
De belangrijkste bevinding van de onderzoekers is dat de siloxanen leiden tot hogere associatieconstanten van de D-A-interacties tussen PMDI en Py-derivaten vergeleken met die van hexaan als alifatische oplosmiddelen. Wat de oorsprong van dit effect betreft, wijzen de wetenschappers op de ‘incompatibiliteit’ tussen de aromatische moleculen (PMDI en Py) en de siloxaanmoleculen.
Amemori en collega's wijzen erop dat verder onderzoek met verschillende donor- en acceptormoleculen noodzakelijk is. Niettemin kan het resultaat dat D-A-interacties sterker zijn in PDMS- en ODMS-oplosmiddelen dan in alifatische oplosmiddelen, mogelijk als gevolg van de over het algemeen slechte oplosbaarheid – de wetenschappers citeren – “de oorsprong van aromatische D-A-interacties in oplosmiddelen met een lage polariteit helpen ophelderen. .”
Achtergrond
Siloxanen
Siloxaan verwijst naar de functionele groep die wordt gekenmerkt door de silicium-zuurstof-silicium (Si-O-Si) bindingen. Op siloxaan gebaseerde verbindingen zijn door de mens gemaakt en hebben vanwege hun hydrofobiciteit, hoge flexibiliteit en lage thermische geleidbaarheid veel industriële en commerciële toepassingen. Siloxanen vormen de basis voor siliconen, materialen die gebruikt worden als oa lijmen, smeermiddelen en afdichtingsmiddelen. Een prominent lid van de siliconenfamilie is poly(dimethylsiloxaan) (PDMS); het is het meest gebruikte organische polymeer op siliciumbasis. Shogo Amemori en collega's van de Kanazawa Universiteit gebruikten PDMS en kortere versies ervan, oligo (dimethylsiloxaan) (ODMS) genaamd, als oplosmiddelen met lage polariteit voor aromatische donor- en acceptormoleculen die met elkaar konden interageren. Ze ontdekten dat vanwege de incompatibiliteit tussen de aromatische moleculen en de siloxanen de interacties sterker waren dan bij andere oplosmiddelen met een lage polariteit, niet op siloxaan gebaseerde oplosmiddelen, zoals hexaan.
Referentie
Shogo Amemori, Kyoka Kikuchi en Motohiro Mizuno. Poly(dimethylsiloxaan) en oligo(dimethylsiloxaan) oplosmiddeleffecten op aromatische donor-acceptorinteracties, Chem. gemeenschappelijk. 57, 1141â € "1144 (2021).
DOI: 10.1039 / D0CC06638A
URL: https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2021/cc/d0cc06638a
Links naar figuur
https://www.kanazawa-u.ac.jp/latest-research/92071
https://www.kanazawa-u.ac.jp/wp-content/uploads/2021/04/210421_Figure1.jpg
Figuur bijschrift: Absorptiespectra en foto's van mengsels die Py en PMDI bevatten in PDMS, ODMS (hexamethyldisiloxaan), n-hexaan en chloroform (concentratie van Py en PMDI zijn respectievelijk 11 mM en 2 mM). Een donkerdere kleur van oplossingen en een hogere absorptie vertegenwoordigen een hogere associatieconstante.
Contact details
Mr Tomoya Sato
Kanazawa University, Frontier Science and Social Co-creation Initiative
Kakuma, Kanazawa, Ishikawa, 920-1192, JAPAN
E-MAIL: [e-mail beveiligd]
Telefoon: 81-762-645-076
Over Kanazawa University
http://www.kanazawa-u.ac.jp/e/
Als de toonaangevende uitgebreide universiteit aan de Zee van Japan kust, heeft Kanazawa University enorm bijgedragen aan het hoger onderwijs en academisch onderzoek in Japan sinds de oprichting in 1949. De universiteit heeft drie hogescholen en 17 scholen die cursussen aanbieden in onder meer geneeskunde, computertechniek en geesteswetenschappen.
De universiteit is gelegen aan de kust van de zee van Japan in Kanazawa - een stad met een rijke geschiedenis en cultuur. De stad Kanazawa heeft een zeer gerespecteerd intellectueel profiel sinds de tijd van het leengoed (1598-1867). Kanazawa University is verdeeld in twee hoofdcampussen: Kakuma en Takaramachi voor zijn ongeveer 10,200 studenten, waaronder 600 uit het buitenland.
BRON Universiteit van Kanazawa
Coinsmart. Beste Bitcoin-beurs in Europa
Bron: https://www.prnewswire.com:443/news-releases/kanazawa-university-research-solvent-effects-of-siloxanes-on-donoracceptor-interactions-301288134.html
