Донор акцептор: взаимодействие, донорно-акцепторное | Дропшиппинг

Содержание

взаимодействие, донорно-акцепторное

взаимодействие, донорно-акцепторное иначе донорно-акцепторная связь; координационная связь; пернос заряда (англ. donor-acceptor interaction, coordination bond, charge transfer) — взаимодействие, основанное на переносе заряда или передаче пары электронов от донора к акцептору.

Описание

Донорно-акцептороное взаимодействие включает случаи переноса заряда между молекулами донора и акцептора без образования между ними химической связи и передачи неподеленной электронной пары от донора к акцептору, приводящей к образованию связи.

В первом случае речь может идти, например об органических донорах, в частности — -донорах, например, тетракис(диметиламино)этилене (ТДАЭ), других ненасыщенных аминосоединениях, металлоценах и т. п., и органических акцепторах, таких как фуллерены или хинодиметаны с акцепторными заместителями. При взаимодействии таких соединений образуется комплекс с переносом заряда, в котором отрицательно заряженный акцептор и положительно заряженный донор взаимодействуют электростатически. Важную роль играют такие системы, где в основном электронном состоянии перенос заряда только частичный, тогда как состояние с практически полным переносом заряда может быть получено при фотовозбуждении. Подобные системы, донорно-акцепторные диады, а также триады, в которых между донором и акцептором внедрена мостиковая группа, способствующая повышению времени жизни состояния с переносом заряда, могут использоваться для создания устройств для преобразования солнечной энергии (см. например, искусственный фотосинтез). Вообще, перенос заряда в различных его формах и проявлениях играет ключевую роль во многих биологических процессах.

Во втором случае донор и акцептор представляют собой, соответственно, кислоту и основание Льюиса. Если обычная ковалентная связь между двумя атомами обусловлена образованием общей пары электронов — по одному от каждого атома, то донорно-акцепторная связь осуществляется за счет пары электронов донора и свободной (незаполненной) орбитали акцептора. Этот вид донорно-акцепторного взаимодействия — основной способ образования комплексных соединений (рис. ). Подобное взаимодействие отвечает за многие кислотно-основные превращения, связанные с переносом иона водорода (акцептора), а также образование супрамолекулярных наноструктур.

Иллюстрации

Схема образования донорно-акцепторных связей в комплексе Co(NH₃)₆³⁺. При образовании иона Cr³⁺ возникают 3 дополнительные свободные орбитали (две — 3d, одна — 4s), которые наряду с 4p-орбиталями заполняются 6 парами электронов от молекул NH₃, участвующих в образовании данного комплекса.

Автор

Еремин Вадим Владимирович

Источник

Донорно-акцепторная связь // Химическая энциклопедия. Т. 2. — М.: Советская энциклопедия, 1990. С. 463–464.

Напишите нам

Донорно-акцепторная связь

Ковалентная связь, образующаяся по донорно-акцепторному механизму, то есть за счет пары электронов одного из атомов, называется дoнорно-акцeпторной.

Например, такая связь образуется между атомом азота в молекуле метиламина CH₃NH₂ и протоном H⁺ кислоты HCl:

Атом азота отдает свою электронную пару для образования связи и выступает в роли донора, а протон H⁺ предоставляет вакантную орбиталь, играя роль акцептора. Атом-донор при этом приобретает положительный заряд.

Донорно-акцепторная связь отличается только способом образования; по свойствам она одинакова с другими ковалентными связями между аналогичными атомами.

Другой пример протонирование спиртов ROH при действии минеральных кислот, например, серной кислоты:

H₂SO₄ H⁺ + HSO₄

В этом случае донором является атом кислорода за счет одной из своих неподеленных электронных пар, а акцептором протон кислоты:

Разновидностью донорно-акцепторной связи является семиполярная связь
Сeмипoлярная связь образуется при взаимодействии атома-донора пары электронов и атома-акцептора, не имеющих формальных зарядов. При этом на атоме-доноре возникает положительный заряд, а на атоме-акцепторе, предоставившем вакантную орбиталь, – отрицательный.
Например, семиполярная связь O—Al образуется при реакции диметилового эфира (CH₃)₂O с хлоридом алюминия:
Атом кислорода в молекуле диметилового эфира (CH₃)₂O отдает свою неподеленную пару электронов для образования связи с атомом алюминия, имеющим во внешнем слое только 6 электронов и готовым его дополнить до 8 в соответствии с правилом октета. В результате на атоме кислорода появляется положительный заряд, а на атоме алюминия – отрицательный. Противоположные по знаку заряды на ковалентно-связанных атомах вызывают их дополнительное электростатическое притяжение (ионную связь).
К семиполярным связям относится также связь азот-кислород в нитрогруппе NO₂, входящей в состав азотной кислоты HO–NO₂, ее солей и эфиров, а также нитросоединений R–NO₂:
В приведенных формулах нитросоединения связи азота с кислородом неравноценны. Однако, как показывают результаты физических исследований, эти связи энергетически совершенно одинаковы. Следовательно, электронная пара, обусловливающая отрицательный заряд, не сосредоточена целиком на каком-либо одном кислородном атоме, а несколько смещена к азоту при одновременном смещении от азота ко второму кислородному атому подвижной π-электронной пары двойной связи. В результате выравнивания электронной плотности в нитрогруппе формальный отрицательный заряд (-1) распределяется поровну (-1/2) между обоими атоми кислорода:

Донорно-акцепторные флуорофоры: синтез, оптические свойства, TD-DFT и исследования цитотоксичности

1. Rémond M; Чжэн Зи; Жанно Э; Андро С; Бретоньер Ю; Редон С., Электроноакцепторные группы на основе 4,5,5-триметил-2,5-дигидрофурана для двухтактных диполярных флуорофоров, излучающих БИК. Журнал органической химии 2019, 84 (16), 9965–9974. [PubMed] [Google Scholar]

2. Буреш Ф. Фундаментальные аспекты настройки свойств двухтактных молекул. РСК Авансы 2014, 4 (102), 58826–58851. [Академия Google]

3. Оуэнс Э.А.; Хенари М; Эль Фахри Г.; Чой Х.С., Тканеспецифическая флуоресцентная визуализация в ближнем инфракрасном диапазоне. Отчеты о химических исследованиях 2016, 49 (9), 1731–1740. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

4. Yang J; Ганесан П; Тойшер Дж.; Мёль Т; Ким Ю.Дж.; Йи С; граф П; Пей К; Холкомб Т.В.; Назируддин М.К.; Хуа Дж; Закируддин С.М.; Тиан Х; Гретцель М., Влияние размера донора в органических красителях D-π-A для солнечных элементов, сенсибилизированных красителем. Журнал Американского химического общества 2014, 136 (15), 5722–5730. [PubMed] [Академия Google]

5. Чжао Б.; Се Г; Ван Х; Хан С; Xu H, Просто структурированные излучатели ближнего инфракрасного диапазона с линейным акцептором Multicyano для обработанных раствором органических светоизлучающих диодов. Химия — Европейский журнал 2019, 25 (4), 1010–1017. [PubMed] [Google Scholar]

6. Чжан Цюй; Чжан Дж; Цзо Х; Ван С; Shen Y, Новый колориметрический и флуоресцентный датчик для обнаружения анионов цианидов на основе трифениламина и бензотиадиазола.

Тетраэдр 2016, 72 (9), 1244–1248. [Google Scholar]

7. Cvejn D; Ашель С; Пытела О; Мальваль Дж. П.; Спангенберг А; Кабон Н; Буреш Ф; Робин-ле Гуэн Ф., Триподальные молекулы с трифениламиновым ядром, диазиновыми периферийными группами и удлиненными π-конъюгированными линкерами. Красители и пигменты 2016, 124, 101–109. [Google Scholar]

8. Мануэла М.; Рапозо М; Хербиво С; Хьюз В; Клермон Г; Кастро МКР; Комель А; Бланшар-Десс М., Синтез, флуоресценция и свойства двухфотонного поглощения двухтактных производных 5-арилтиено[3,2-b]тиофена. Европейский журнал органической химии 2016, 2016 (31), 5263–5273. [Google Scholar]

9. Гаутам П.; Ю КП; Чжан Г; Хиллер В.Е.; Чан Дж. М. В., Вытягивание с помощью пентафторсульфанилового акцептора в двухтактных красителях. Журнал органической химии 2017, 82 (20), 11008–11020. [PubMed] [Академия Google]

10. Кроткий СТ; Нестеров Э.Е.; Swager TM, Флуорофоры ближнего инфракрасного диапазона, содержащие субъединицы бензо[c]гетероцикла.

Органические буквы 2008, 10 (14), 2991–2993. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

11. Guo L; Вонг М.С., Флуоресцентные материалы с многофотонным возбуждением для излучения с преобразованием частоты и флуоресцентные зонды. Передовые материалы 2014, 26 (31), 5400–5428. [PubMed] [Google Scholar]

12. Кулханек Дж.; Буреш Ф; Пытела О; Микисек Т; Людвик Дж.; Ружичка А., Двухтактные молекулы с систематически расширенной π-сопряженной системой, включающей 4,5-дицианимидазол. Красители и пигменты 2010, 85 (1), 57–65. [Академия Google]

13. Ашель С.; Барселла А; Каро Б; Робин-ле Гуэн Ф., Донорно-линкерно-акцепторные (D-π-A) диазиновые хромофоры с протяженными π-сопряженными ядрами: синтез, фотофизические и нелинейно-оптические свойства второго порядка. РСК Авансы 2015, 5 (49), 39218–39227. [Google Scholar]

14. Чжоу Х; Хуан Кью; Лю Х; Сюй Д; Чжан В; Фу С; Фэн Х; Zhang Z, донорно-акцепторные π-системы на основе фенотиазина и дифенилсульфона, демонстрирующие замечательный механофлуорохромизм.

Красители и пигменты 2021, 184, 108868. [Google Scholar]

15. Вербицкий Е.В.; Ашель С; Буреш Ф; ле Поль П; Барселла А; Квашнин Ю.А.; Русинов Г.Л.; Гуэн Ф. Р.-л.; Чупахин О.Н.; Чарушин В.Н., Синтез, фотофизические и нелинейно-оптические свойства линейных двухтактных систем на основе [1,2,5]оксадиазоло[3,4-b]пиразина. Журнал фотохимии и фотобиологии A: Химия 2021, 404, 112900. [Google Scholar]

16. Нуарбент Г.; Пигот С; Буй Т-Т; Перальта С.; Нехаб М; Гигмес Д; Дюмур Ф. Синтез, оптические и электрохимические свойства серии двухтактных красителей на основе акцептора 2-(3-циано-4,5,5-триметилфуран-2(5H)-илиден)малононитрила (TCF). Красители и пигменты 2021, 184, 108807. [Google Scholar]

17. Чжэн Цзы; Лю Х; Чжай С; Чжан Х; Шан Г; Квок РТК; Ма С; Сон ХИ; удостоверение личности Уильямса; Лам JWY; Вонг К.С.; Ху Х; Танг Б.З., Высокоэффективное генерирование синглетного кислорода, двухфотонная фотодинамическая терапия и удаление меланомы с помощью рационально разработанных митохондриально-специфических AIEgens ближнего инфракрасного диапазона.

Химическая наука 2020, 11 (9), 2494–2503. [бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

18. Акчурин И.О.; Яхутина А.И.; Бочков А.Ю.; Соловьева Н.П.; Травен В.Ф., Синтез новых двухтактных флуоресцентных красителей – производных 7-(диэтиламино)фуро[3,2-c]кумарина и 7-(диэтиламино)тиено[3,2-c]кумарина. Гетероциклические связи 2018, 24 (2), 85–91. [Google Scholar]

19. Ли Л; Сюй Ю; Чен Ю; Чжэн Дж; Чжан Дж; Ли Р; Ван Х; Инь Дж; Юань Зи; Chen H, Семейство двухтактных биозондов для отслеживания капель липидов в живых клетках с обнаружением гетерогенности и полярности. Analytica Chimica Acta 2020, 1096, 166–173. [PubMed] [Google Scholar]

20. Мойжич М; Хенари М. Синтез цианиновых красителей. В гетероциклических полиметиновых красителях: синтез, свойства и применение, Strekowski L, Ed. Springer Berlin Heidelberg: Берлин, Гейдельберг, 2008 г .; стр. 1–9. [Google Scholar]

21. Мартин Р.Л., Естественные переходные орбитали. Журнал химической физики 2003, 118 (11), 4775–4777. [Google Scholar]

22. Оуэнс Е.А.; Хён Х; Тони Дж. Г.; Чой Х.С.; Хенари М., Корреляция молекулярного характера агентов NIR-визуализации с тканеспецифическим поглощением. Журнал медицинской химии 2015, 58 (10), 4348–4356. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

23. Basnet K; Фатемипуя Т; Сент-Лоренц А; Нгуен М; Таратул О; Хенари М; Грант К.Б., Однофотонное фоторасщепление ДНК при 830 нм хинолиндикарбоцианиновыми красителями. Химические коммуникации 2019, 55 (84), 12667–12670. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

24. Kuramoto N; Нацукава К.; Асао К., Синтез и определение характеристик скварилиевых красителей насыщенного цвета для лазерных оптических носителей записи. Красители и пигменты 1989, 11 (1), 21–35. [Google Scholar]

25. Левиц А.; Мармарчи Ф; Хенари М., Введение различных замен в метиновый мостик гептаметинцианиновых красителей с помощью замещенных дианильных линкеров. Фотохимические и фотобиологические науки 2018, 17 (10), 1409–1416. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

26. Lippert E, Dipolmoment und Elektronenstruktur von angeregten Molekülen. Zeitschrift für Naturforschung A 1955, 10 (7), 541–545. [Google Scholar]

27. Сейнтис К.; Агатангелу Д; Цвейн Д; Альмонасий Н; Буреш Ф; Джаннетас В; Факис М., Исследования октуполярных молекул и их квадруполярных и диполярных аналогов от фемтосекундных до наносекундных. Физическая химия Химическая физика 2017, 19 (25), 16485–16497. [PubMed] [Академия Google]

28. Березин М.Ю.; Ли Х; Акерс В.; Ачилефу С., Красители ближнего инфракрасного диапазона как сольватохромные зонды на всю жизнь для измерения микрополярности биологических систем. Биофизический журнал 2007, 93 (8), 2892–2899. [бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

29. Залукаев Л.П.; Воробьева Р.П. Внутримолекулярный комплекс с переносом заряда в гидрированных хинолинах. Химия гетероциклических соединений. 1970, 4 (2), 218–220. [Google Scholar]

30. Ле Генник Б. ; Жакемин Д. Решение проблемы цианина с помощью квантовых инструментов. Отчеты о химических исследованиях 2015, 48 (3), 530–537. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

31. Филатов М; Huix-Rotllant M, Оценка теории функционала плотности на основе ΔSCF (самосогласованного поля) и методов линейного отклика для возбужденных состояний с самой длинной длиной волны расширенных π-сопряженных молекулярных систем. Журнал химической физики 2014, 141 (2), 024112. [PubMed] [Google Scholar]

32. Ковальчик Т.; Йост С.Р.; Воорхис Т.В., Оценка подхода теории функционала плотности ΔSCF для электронных возбуждений в органических красителях. Журнал химической физики 2011, 134 (5), 054128. [PubMed] [Google Scholar]

33. Чжан Ю; Ян В., Проблема для функционалов плотности: ошибка самодействия увеличивается для систем с нецелым числом электронов. Журнал химической физики 1998, 109 (7), 2604–2608. [Google Scholar]

34. Бао Дж. Л.; Гальярди Л; Трухлар Д.Г., Ошибка самовоздействия в теории функционала плотности: оценка. Журнал физико-химических писем 2018, 9 (9), 2353–2358. [PubMed] [Google Scholar]

35. Dreuw A; Вейсман Дж. Л.; Хед-Гордон М., Возбужденные состояния с переносом заряда на большие расстояния в теории функционала плотности, зависящей от времени, требуют нелокального обмена. Журнал химической физики 2003, 119(6), 2943–2946. [Google Scholar]

36. Dreuw A; Хед-Гордон М., Методы ab initio с одной ссылкой для расчета возбужденных состояний больших молекул. Химические обзоры 2005, 105 (11), 4009–4037. [PubMed] [Google Scholar]

37. Kümmel S, Возбуждения с переносом заряда: вызов теории функционала плотности, зависящей от времени, который был решен. Передовые энергетические материалы 2017, 7 (16), 1700440. [Google Scholar]

38. Grimme S; Низ Ф. Двойная гибридная теория функционала плотности для возбужденных электронных состояний молекул. Журнал химической физики 2007, 127 (15), 154116. [PubMed] [Google Scholar]

39. Мур Б.; Аучбах Дж., Электронные возбуждения линейных цианинов с самой длинной длиной волны: роль делокализации электронов и приближений в теории функционала плотности, зависящей от времени. Журнал химической теории и вычислений 2013, 9 (11), 4991–5003. [PubMed] [Google Scholar]

40. Кремер Д., Теория функционала плотности: охват эффектов динамической и нединамической электронной корреляции. Молекулярная физика 2001, 99 (23), 1899–1940. [Google Scholar]

41. Сетиаван Д.; Казарян А; Мартоправиро М.А.; Филатов М. Изучение первых принципов тушения флуоресценции в димерах родамина B: как тушение может происходить в димерных видах? Физическая химия Химическая физика 2010, 12 (37), 11238–11244. [PubMed] [Академия Google]

42. Бернард Ю.А.; Шао Ю; Крылов А.И., Общая формулировка спин-флип теории функционала плотности, зависящей от времени, с использованием неколлинеарных ядер: теория, реализация и тесты. Журнал химической физики 2012, 136 (20), 204103. [PubMed] [Google Scholar]

43. Huix-Rotllant M; Филатов М; Гозем С; Шапиро I; Оливуччи М; Ферре, Н., Оценка теории функционала плотности для описания эффектов корреляции на поверхностях потенциальной энергии основного и возбужденного состояний модели хромофора сетчатки. Журнал химической теории и вычислений 2013, 9(9), 3917–3932. [PubMed] [Google Scholar]

44. Goerigk L; Гримме С., Оценка методов TD-DFT и различных спин-масштабированных версий CIS (D) и CC2 для обработки низколежащих валентных возбуждений больших органических красителей. Журнал химической физики 2010, 132 (18), 184103. [Google Scholar]

45. Loos P-F; Схема А; Жакмен Д., В поисках высокоточных энергий возбуждения: вычислительная перспектива. Журнал писем по физической химии 2020, 11 (6), 2374–2383. [PubMed] [Академия Google]

46. Ли К.; Ян В; Парр Р.Г., Преобразование формулы корреляционной энергии Колле-Сальветти в функционал электронной плотности. Физический обзор B 1988, 37 (2), 785–789. [PubMed] [Google Scholar]

47. Бекке А.Д., Функциональная плотность термохимия. I. Эффект корректировки только обменного градиента. Журнал химической физики 1992, 96 (3), 2155–2160. [Google Scholar]

48. Стивенс П.Дж.; Девлин Ф.Дж.; Чабаловский CF; Frisch MJ, Ab initio расчет спектров вибрационного поглощения и кругового дихроизма с использованием силовых полей функциональной плотности. Журнал физической химии 1994, 98 (45), 11623–11627. [Google Scholar]

49. Бекке А.Д. Новое смешение теории Хартри-Фока и локальной теории функционала плотности. Журнал химической физики 1993, 98 (2), 1372–1377. [Google Scholar]

50. Хендерсон ТМ; Измайлов А.Ф.; Скальмани Г.; Scuseria GE, Могут ли гибриды ближнего действия описывать свойства, зависящие от дальнего действия? Журнал химической физики 2009, 131 (4), 044108. [PubMed] [Google Scholar]

51. Yanai T; Тью ДП; Handy NC, Новый гибридный обменно-корреляционный функционал с использованием метода кулоновского затухания (CAM-B3LYP). Буквы по химической физике 2004, 393 (1–3), 51–57. [Google Scholar]

52. Чай Джей-Ди; Хед-Гордон М., Систематическая оптимизация гибридных функционалов плотности с поправкой на большие расстояния. Журнал химической физики 2008, 128 (8), 084106. [PubMed] [Google Scholar]

Донорно-акцепторный подход к молекулярным взаимодействиям

Перейти к основному содержанию

Авторы:

Виктор Гутманн

Виктор Гутманн
Посмотреть публикации автора
Вы также можете искать этого автора в пабмед Google Scholar

‘) var head = document. getElementsByTagName(«head»)[0] var script = document.createElement(«сценарий») script.type = «текст/javascript» script.src = «https://buy.springer.com/assets/js/buybox-bundle-abe5f44a67.js» script.id = «ecommerce-scripts-» + метка времени head.appendChild (скрипт) var buybox = document.querySelector(«[data-id=id_»+ метка времени +»]»).parentNode var сейчас = новая дата().getTime() вар начало = 1650956400000 вар конец = 1652338800000 var isMeasuringTime = сейчас > начать && сейчас -1 ;[].slice.call(buybox.querySelectorAll(«.опция покупки»)).forEach(функция (опция, индекс) { var toggle = option.querySelector(priceNS + «.buying-option-price») var form = option.querySelector(«.форма-варианта-покупки») var priceInfo = option. querySelector(priceNS + «.price-info») если (allOptionsInitiallyCollapsed || узкаяBuyboxArea && индекс > 0) { toggle.setAttribute («ария-расширенная», «ложь») form.hidden = «скрытый» priceInfo.hidden = «скрытый» } еще { переключить.щелчок() } }) } начальное состояниеОткрыть() если (window.buyboxInitialized) вернуть window.buyboxInitialized = истина initKeyControls() если (window.fetch && isMeasuringTime) { var свернутый = buybox.querySelector(«.buying-option.expanded») === ноль var metricsAppendix = «» metricsAppendix += «&discount=» + (buybox.querySelector(«. Цена-кампания-покупки-варианта»).className.indexOf(«со скидкой») !== -1).toString() metricsAppendix += «&metricsGroup=» + кампанияPricesMetricsGroup metricsAppendix += «&collapsed=» +collapsed.toString() window.fetch(«https://test-buckets.springer.com/log?v3&time=» + сейчас + приложение metrics) .затем (функция (разрешение) { вернуть рез.текст() }) .поймать (функция () { }) } })()

Об этой книге

На последние разработки в различных областях химии решающее влияние оказали принципы строения и механизма и идеи координационной химии, в частности донорно-акцепторный подход. Единый взгляд почти на все виды молекулярных Силы обеспечиваются квантовой механикой и для практических целей классифицируются в соответствии с предположениями модели, а именно: дисперсионные, поляризационные, электростатические и короткодействующие силы. Последние подразделяются на двух- и трехцентровые ковалентные химические связи, металлические связи и обменно-отталкивающие силы. Этот подход позволяет формулировать принцип и проводить систематический анализ. Однако количественные предсказания для конкретных больших систем практически невозможны, и не существует общих правил, учитывающих структурные и химические изменения в результате межмолекулярных взаимодействий. Таким образом, химикам остаются качественные описания, в которых учитываются изменения электронной плотности. Такие модели, как теория МО или концепция резонанса, нереалистично предполагают, что ядра остаются в фиксированных положениях. Дальнейшие трудности встречаются при попытке описания «природы» химической связи, например, действующих сил. Чтобы избежать этих трудностей, в этой книге будет представлено расширение донорно-акцепторной концепции, характеризующееся сравнением равновесных структур в различных молекулярных средах. Таким образом можно учесть изменения положения ядер и вопрос о природе молекулярных сил уже не важен.

Наверх