Molecular Electrostatic Potentials and Hydrogen Bonding in α-, β-, and γ-Cyclodextrins

氢键 化学 分子 疏水效应 静电学 结晶学 化学物理 有机化学 物理化学
作者
Rahul V. Pinjari,Kaustubh A. Joshi,Shridhar P. Gejji
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry A [American Chemical Society]
卷期号:110 (48): 13073-13080 被引量:52
标识
DOI:10.1021/jp065169z
摘要

Cyclodextrins (CDs) are cyclic oligomers of glucose having the toroid of sugars elaborating a central cavity of varying size depending on the number of glucoses. The central hydrophobic cavity of CD shows a binding affinity toward different guest molecules, which include small substituted benzenes to long chain surfactant molecules leading to a variety of inclusion complexes when the size and shape complimentarity of host and guest are compatible. Further, interaction of guest molecules with the outer surface of α-CD has also been observed. Primarily it is the electrostatic interactions that essentially constitute a driving force for the formation of inclusion complexes. To gain insights for these interactions, the electronic structure and the molecular electrostatic potentials in α-, β-, and γ-CDs are derived using the hybrid density functional theory employing the three-parameter exchange correlation functional due to Becke, Lee, Yang, and Parr (B3LYP). The present work demonstrates how the topography of the molecular electrostatic potential (MESP) provides a measure of the cavity dimensions and understanding of the hydrogen-bonded interactions involving primary and secondary hydroxyl groups. In α-CD, hydrogen-bonded interactions between primary −OH groups engender a "cone-like" structure, while in β- or γ-CD the interactions from the primary −OH with ether oxygen in glucose ring facilitates a "barrel-like" structure. Further, the strength of hydrogen-bonded interactions of primary −OH groups follows the rank order α-CD > β-CD > γ-CD, while the secondary hydrogen-bonded interactions exhibit a reverse trend. Thus weak hydrogen-bonded interactions prevalent in γ-CD manifest in shallow MESP minima near hydroxyl oxygens compared to those in α- or β-CD. Furthermore, electrostatic potential topography reveals that the guest molecule tends to penetrate inside the cavity forming the inclusion complex in β- or γ-CD.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
哈密瓜爸爸完成签到,获得积分10
刚刚
Davidjun完成签到,获得积分10
1秒前
洁净的士晋完成签到,获得积分10
1秒前
专注的树完成签到,获得积分10
2秒前
一个小水滴完成签到 ,获得积分10
3秒前
如果完成签到,获得积分10
3秒前
tt完成签到 ,获得积分10
4秒前
ForComposites完成签到,获得积分10
4秒前
科研通AI2S应助里昂采纳,获得30
4秒前
LY学生发布了新的文献求助10
4秒前
调研昵称发布了新的文献求助30
5秒前
务实的数据线完成签到,获得积分10
5秒前
cc完成签到,获得积分10
6秒前
科研通AI2S应助张尧摇摇摇采纳,获得10
6秒前
RerrentLinden完成签到,获得积分10
8秒前
caixiaoz完成签到,获得积分10
9秒前
发酒疯很方便吃完成签到,获得积分10
9秒前
果宝特攻完成签到 ,获得积分10
9秒前
11秒前
ZHANG完成签到,获得积分10
11秒前
duoduozs完成签到,获得积分10
12秒前
Annnn完成签到,获得积分10
12秒前
欣慰外绣完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
娜娜完成签到,获得积分10
15秒前
LuoYR@SZU完成签到,获得积分10
16秒前
浅是宝贝完成签到 ,获得积分10
17秒前
犹豫的棒棒糖完成签到,获得积分10
18秒前
YK完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
xiaochuan完成签到,获得积分10
18秒前
djdh完成签到 ,获得积分10
18秒前
爱学习的瑞瑞子完成签到 ,获得积分10
18秒前
向日葵完成签到,获得积分10
19秒前
明理的乐儿完成签到 ,获得积分10
19秒前
与可完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
如果发布了新的文献求助10
19秒前
tough_cookie完成签到 ,获得积分10
20秒前
hazardatom完成签到 ,获得积分10
20秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Le dégorgement réflexe des Acridiens 800
Defense against predation 800
A Dissection Guide & Atlas to the Rabbit 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3134083
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2784882
关于积分的说明 7769151
捐赠科研通 2440425
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1297383
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 624959
版权声明 600792