Title
Стекинг интеракције планaрних прстенова формираних водоничним везивањем
Creator
Blagojević Filipović, Jelena P., 1886-
Copyright date
2017
Object Links
Select license
Autorstvo-Nekomercijalno-Bez prerade 3.0 Srbija (CC BY-NC-ND 3.0)
License description
Dozvoljavate samo preuzimanje i distribuciju dela, ako/dok se pravilno naznačava ime autora, bez ikakvih promena dela i bez prava komercijalnog korišćenja dela. Ova licenca je najstroža CC licenca. Osnovni opis Licence: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/deed.sr_LATN. Sadržaj ugovora u celini: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/legalcode.sr-Latn
Language
Serbian
Cobiss-ID
Theses Type
Doktorska disertacija
description
Datum odbrane: 5. 2. 2018.
Other responsibilities
mentor
Milčić, Miloš K., 1973-
član komisije
Zarić, Snežana D., 1962-
član komisije
Medaković, Vesna K., 1968-
član komisije
Bogdanović, Goran A., 1965-
Academic Expertise
Prirodno-matematičke nauke
Academic Title
-
University
Univerzitet u Beogradu
Faculty
Hemijski fakultet
Alternative title
Stacking interactions of planar hydrogen-bridged rings
Publisher
[Ј. П. Благојевић Филиповић]
Format
193 листа
description
Хемија-Општа и неорганска хемија / Chemistry-General and Inorganic Chemistry
Abstract (sr)
Прстенови формирани водоничним везивањем у свом саставу имају једну унутармолекулску водоничну везу. С обзиром на планарну геометрију ови прстенови потенцијално могу да граде паралелне стекинг интеракције. У овој тези проучаване су паралелне стекинг интеракције неколико типова прстенова формираних водоничним везивањем, како између два оваква прстена, тако и између ових прстенова и С6-ароматичних прстенова. Претрагом Кембричке базе структурних података утврђено је да 27% структура које садрже планарне засићене прстенове формиране водоничним везивањем, у којима су сви атоми унутар прстена делови планарних група, гради стекинг интеракције, при којима су диполни моменти антипаралелни. Истовремено, стекинг интеракције чине и велику већину контаката ових прстенова у кристалним структурама (86%). Врло тачним квантнохемијским методама утврђено је да ове интеракције могу бити релативно јаке-и до - 4,9 kcal/mol, што је значајно јача стекинг интеракција него у димеру бензена (-2,7 kcal/mol). Исти је проценат структура (27%) засићених планарних прстенова формираних водоничним везивањем, у којима се јавља бар један атом који је део непланарног система, које граде стекинг интеракције. Захваљујући присуству непланарних група могуће је грађење додатних међумолекулских интеракција, од којих су најзаступљеније водоничне везе. Интеракције димера ове врсте прстенова, у којима се јавља и међумолекулска водонична веза, су врло јаке-и до -9,7 kcal/mol. Постојање додатних водоничних веза не утиче на паралелну оријентацију и растојање између равни прстенова у кристалним структурама, већ само доприноси јачини интеракција. Стекинг интеракције С6-ароматичних прстенова и засићених планарних прстенова формираних водоничним везивањем су веома заступљене у кристалним структурама у којима постоје ове две врсте прстенова и чине 45% свих контаката ова два типа прстенова у кристалним структурама. Енергија стекинг интеракције бензена и прстенова формираних водоничним везивањем (-4,4 kcal/mol) је
упоредива са међусобним стекинг интеракцијама прстенова формираних водоничним везивањем (-4,9 kcal/mol) и значајно јача од стекинг интеракције димера бензена (-2,7 kcal/mol), што није очекивано, с обзиром да молекул бензена не поседује диполни момент. Стекинг интеракције су врло заступљене у кристалним структурама прстенова формираних водоничним везивањем потпомогнутим резонанцијом, с обзиром да се јављају у 40% свих структура у којима постоје ови прстенови и 91% свих контаката ове врсте прстенова. Енергије интеракција су истог реда величине као енергије интеракција засићених планарних прстенова формираних водоничним везивањем (-4,9 kcal/mol), с обзиром да најнижа израчуната енергија интеракције за димер прстенова формираних водоничним везивањем потпомогнутим резонанцијом износи -5,1 kcal/mol, што значи да присуство π-система нема пресудног утицаја на јачине стекинг интеракција прстенова формираних водоничним везивањем.
Abstract (en)
The hydrogen-bridged rings have an intramolecular hydrogen bond in the ring. Given the planar geometry, these rings can potentially form parallel stacking interaction. In this thesis, the parallel stacking interactions of several types of hydrogen-bridged rings, between two such rings, and between these rings and C6-aromatic rings, were studied. A search of Cambridge Structural Database revealed that in 27% of structures containing planar saturated hydrogen-bridged rings, in which all the atoms within the ring are part of a planar group, the rings form stacking interactions, where all the dipole moments are antiparallel. At the same time, parallel stacking interactions make a large majority of these ring contacts in crystal structures (86%). Very accurate quantum chemical methods show that these interactions can be relatively strong-up to -4.9 kcal/mol, which is considerably stronger than the stacking interaction of benzene dimer (-2.7 kcal/mol). In the same percentage of structures (27%) of saturated planar hydrogen-bridged rings, having at least one atom, that is a part of a nonplanar system, the rings form stacking interactions. Nonplanar groups, situated out of the ring plane, can form additional intermolecular interactions, the most common being hydrogen bonds. Interactions of planar saturated hydrogen-bridged ring dimers, that additionally form intermolecular hydrogen bonding, are very strong, up to -9.7 kcal/mol. Hence, intermolecular hydrogen bonds do not affect the parallel alignment or interplanar distance of hydrogen-bridged rings in crystal structures, but only contribute to the interaction strength. Stacking interactions of C6-aromatic rings and saturated planar hydrogen-bridged rings are very frequent in crystal structures that contain both ring types and they make 45% of all contacts of these rings. Interaction energy between benzene and hydrogen-bridged rings (-4.4 kcal/mol) is comparable with mutual stacking interactions of hydrogen-bridged ring dimers (-4.9 kcal/mol) and it is considerably lower than the energy of benzene dimer stacking (-2.7 kcal/mol). That is expected, since benzene molecule does not possess dipole moment. Stacked structures are very common in crystals of resonance-assisted hydrogen-bridged rings, since they form in 40% of structures and from 91% of
the mutual contacts of these rings. Interaction energies are of the same order of magnitude as the energies of saturated planar hydrogen-bridged ring dimers (-4.9 kcal/mol), since the lowest calculated interaction energy of a resonance-assisted hydrogen-bridged ring dimer is -5.1 kcal/mol, meaning that the presence of a π-system does not have large influence on stacking interactions of hydrogen-bridged rings.
Authors Key words
прстенови формирани водоничним везивањем, водонично везивање потпомогнуто резонанцијом, стекинг интеракције, CSD, CCSD(T)/CBS, теорија функционала густине
Authors Key words
hydrogen-bridged rings, resonance-assisted hydrogen bonding, stacking interactions, CSD, CCSD(T)/CBS, density functional theory
Classification
547.521:544.142.4(043.3)
Type
Tekst
Abstract (sr)
Прстенови формирани водоничним везивањем у свом саставу имају једну унутармолекулску водоничну везу. С обзиром на планарну геометрију ови прстенови потенцијално могу да граде паралелне стекинг интеракције. У овој тези проучаване су паралелне стекинг интеракције неколико типова прстенова формираних водоничним везивањем, како између два оваква прстена, тако и између ових прстенова и С6-ароматичних прстенова. Претрагом Кембричке базе структурних података утврђено је да 27% структура које садрже планарне засићене прстенове формиране водоничним везивањем, у којима су сви атоми унутар прстена делови планарних група, гради стекинг интеракције, при којима су диполни моменти антипаралелни. Истовремено, стекинг интеракције чине и велику већину контаката ових прстенова у кристалним структурама (86%). Врло тачним квантнохемијским методама утврђено је да ове интеракције могу бити релативно јаке-и до - 4,9 kcal/mol, што је значајно јача стекинг интеракција него у димеру бензена (-2,7 kcal/mol). Исти је проценат структура (27%) засићених планарних прстенова формираних водоничним везивањем, у којима се јавља бар један атом који је део непланарног система, које граде стекинг интеракције. Захваљујући присуству непланарних група могуће је грађење додатних међумолекулских интеракција, од којих су најзаступљеније водоничне везе. Интеракције димера ове врсте прстенова, у којима се јавља и међумолекулска водонична веза, су врло јаке-и до -9,7 kcal/mol. Постојање додатних водоничних веза не утиче на паралелну оријентацију и растојање између равни прстенова у кристалним структурама, већ само доприноси јачини интеракција. Стекинг интеракције С6-ароматичних прстенова и засићених планарних прстенова формираних водоничним везивањем су веома заступљене у кристалним структурама у којима постоје ове две врсте прстенова и чине 45% свих контаката ова два типа прстенова у кристалним структурама. Енергија стекинг интеракције бензена и прстенова формираних водоничним везивањем (-4,4 kcal/mol) је
упоредива са међусобним стекинг интеракцијама прстенова формираних водоничним везивањем (-4,9 kcal/mol) и значајно јача од стекинг интеракције димера бензена (-2,7 kcal/mol), што није очекивано, с обзиром да молекул бензена не поседује диполни момент. Стекинг интеракције су врло заступљене у кристалним структурама прстенова формираних водоничним везивањем потпомогнутим резонанцијом, с обзиром да се јављају у 40% свих структура у којима постоје ови прстенови и 91% свих контаката ове врсте прстенова. Енергије интеракција су истог реда величине као енергије интеракција засићених планарних прстенова формираних водоничним везивањем (-4,9 kcal/mol), с обзиром да најнижа израчуната енергија интеракције за димер прстенова формираних водоничним везивањем потпомогнутим резонанцијом износи -5,1 kcal/mol, што значи да присуство π-система нема пресудног утицаја на јачине стекинг интеракција прстенова формираних водоничним везивањем.
“Data exchange” service offers individual users metadata transfer in several different formats. Citation formats are offered for transfers in texts as for the transfer into internet pages. Citation formats include permanent links that guarantee access to cited sources. For use are commonly structured metadata schemes : Dublin Core xml and ETUB-MS xml, local adaptation of international ETD-MS scheme intended for use in academic documents.