Exkurs: Sekundäre elektrostatische Wechselwirkungen

 

Betrachtet man die vier Komplexe und speziell die Bindungskonstanten, die in Chloroform gemessen wurden, so stellt man fest, das die beiden Komplexe oben sehr stabil sind. Die unteren beiden sind wesentlich schächer (D(DG) ≈ 3-4 kcal/mol). Alle vier Komplexe werden aber über drei H-Brücken zusammengehalten.

H-Bruecken Komplexe

Ein Modell, dass diese Tatsache erklärt wurde von W. Jorgensen (Yale Universität) entwickelt. Das Modell wurde experimentell in vielen Versuchen belegt.

Die drei Wasserstoffbrücken sind in den Komplexen gleich stark. Die primären Wechselwirkungen sollten also zu gleich stabilen Komplexen führen. Neben diesen primären Wechselwirkungen gibt es jedoch noch sekundäre Wechselwirkungen. Diese sind unterschiedlich in den Komplexen. In den sekundären Effekten zeigt sich erneut der elektrostatische Charakter der Wasserstoffbrücke.

Eine positive Partialladung tragen die H´s in jeder H-Brücke

Eine negative Partialladung besitzen die N und O Akzeptoratome.

Unten sind drei prinzipielle Systeme gezeigt, in denen die sekundären Wechselwirkungen A: nur anziehend, B: kompensatorisch und C: nur abstossend sind. Für Systeme wie C werden nur Bindungstärken wie für Associate bestehend aus zwei H-Brücken gefunden (Ka ca. 40 - 130 M-1). Die ungünstigen sekundären Wechselwirkungen heben also die Stärke einer ganzen H-Brücke auf.

Wechselwirkung

Zum Vergleich nochmal die Bindungskonstanten in Chloroform der folgenden vier Komplexe (D=Donor, A=Akzeptor):

Bindungskonstanten

 

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