Anion–π interactions: must the aromatic ring be electron deficient?

Garau, Chiara; Quiñonero, David; Frontera, Antonio; Ballester, Pablo; Costa, Antoni; Deyà, Pere M.

doi:10.1039/b210110f

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“…[292] Es wurde zusätzlich durch Rechnungen gezeigt, dass simultane Kontakte des aromatischen Systems mit einem Kation auf der gegenüberliegenden Seite des Rings Anion-p-Wechselwirkungen auch mit elektronenreichen Arenen ermöglichen [293] und den Komplex zusätzlich stabilisieren. [294] F. Diederich et al…”

Section: Anion-p-wechselwirkungenunclassified

Aromatische Ringe in chemischer und biologischer Erkennung: Energien und Strukturen

2011

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Dieser Aufsatz beschreibt Phänomene der molekularen Erkennung von aromatischen Ringen in chemischen und biologischen Systemen in einem multidimensionalen Ansatz. Neue Ergebnisse aus der Wirt‐Gast‐Chemie, biologischen Affinitätsassays und Biostrukturanalysen, Datenbanksuchen in der Cambridge Structural Database (CSD) und der Protein Data Bank (PDB) und hochentwickelten Rechnungen, die seit dem Erscheinen eines früheren Aufsatzes in 2003 veröffentlicht wurden, sind hier zusammengefasst. Die Themen Aren‐Aren‐, Perfluoraren‐Aren‐, Schwefel‐Aren‐, Kation‐π‐ und Anion‐π‐Wechselwirkungen sowie Wasserstoffbrücken zu aromatischen Systemen werden behandelt. Das gewonnene Wissen kommt besonders der strukturbasierten Hit‐zur‐Leitstruktur‐Entwicklung und der Leitstrukturoptimierung sowohl in der pharmazeutischen als auch in der Pflanzenschutzindustrie zugute. Zudem erleichtert es die Entwicklung neuer Materialien und supramolekularer Systeme und soll zu weiteren Anwendungen von Wechselwirkungen mit aromatischen Ringen zur Kontrolle des stereochemischen Verlaufs chemischer Umsetzungen inspirieren.

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Section: Anion-p-wechselwirkungenunclassified

Aromatische Ringe in chemischer und biologischer Erkennung: Energien und Strukturen

2011

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“…[71] Other alternative ways to strengthen the anion-p interaction (Fig. 8) are to introduce (a) a positive charge on the p system (increasing interaction energy up to 294.4 kcal/mol for tropylium cation-fluoride system at the RI-MP2/6-3111G** level), [72] (b) additivity of the anion-p interaction, [73] (c) cation-p-anion interaction [74,75] and (d) p-p cooperative effect [76] or p-p -anion interactions. For example, stacking of hexafluorobenzene with the p electronic cloud of the benzene ring in the benzene-F 2 complex stabilizes the complex by changing its binding energy from 12.8 kcal/mol to 26.5 kcal/mol.…”

Section: Anion-p Interactionmentioning

confidence: 99%

Functional molecules and materials by π‐Interaction based quantum theoretical design

Tehrani

Kim

2016

Int J of Quantum Chemistry

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The intermolecular and intramolecular noncovalent interactions involving p-aromatic compounds have attracted increasing attention over the last decades in chemistry, biology and material sciences. In this review, we discuss contemporary computational studies on the nature and strength of H-p, p-p, and anion-p interactions. We emphasize how modern quantum theoretical approaches ahead of experiment can provide insight into the design of new materials and devices by tuning the p-interactions in cooperative and competitive manners. Usefulness of such approaches towards designing new materials is demonstrated with some examples of molecular recognition/sensing, self-assembly/engineering, receptors, catalysts, supramolecules, graphene, and other two-dimensional (2D) materials/devices.

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“…Dies kann der Fall sein, wenn das aromatische System mit einem Kation und einem Anion an gegenüberliegenden Seiten des Rings wechselwirkt. [85,[97][98][99] Hier vermittelt der aromatische Ring die Informationsübertragung zwischen den geladenen Systemen. Die Wechselwirkungsenergien dieser ternären Komplexe sind groß und negativ (Tabelle 3), und die Gleichgewichtsabstände sind kürzer als die entsprechenden Abstände jedes der binären Ionen-p-Komplexe, was auf die wechselseitige Verstärkung der beiden Wechselwirkungen hinweist.…”

Section: Zusammenspiel Von Anion-p-und Kation-pwechselwirkungenunclassified

“…¾hnlich zeigten Fairchild und Holman, [103,104] dass ) und Gleichgewichtsabstände (R e , ), berechnet auf dem MP2/6-31 + + G**-Niveau. [85] Anion-p-Kation …”

Section: Zusammenspiel Von Anion-p-und Kation-pwechselwirkungenunclassified

“…Strukturen der NDIs A-E, die von Matile und Mitarbeitern zur Untersuchung der Anionenaffinität in der Gasphase verwendet wurden. [74] Anion-p-Wechselwirkungen [52,77,82,[85][86][87][88] bis zur Identifizierung von nur wenigen, wenn überhaupt. [113] Wie bereits diskutiert spielt die Wahl der Kriterien für die Charakterisierung einer "richtigen" Anion-p-Bindung bei diesem Ansatz eine entscheidende Rolle.…”

Section: Angewandte Chemieunclassified

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Anion‐π‐Wechselwirkungen ins rechte Licht gerückt

et al. 2011

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Die supramolekulare Chemie ist ein Gebiet, das die Beziehung zwischen molekularer Struktur und molekularer Funktion erforscht. Es ist die Chemie der nichtkovalenten Bindung, die die Grundlage der spezifischen Erkennung und der Transport‐ und Regulationsvorgänge bildet, die biologische Vorgänge antreiben. Die klassischen Konstruktionsprinzipien der supramolekularen Chemie umfassen starke, gerichtete Wechselwirkungen wie Wasserstoffbrücken, Halogenbrücken und Kation‐π‐Komplexbildung, aber auch weniger gerichtete Kräfte wie Ionenpaarung, π‐π‐, solvophobe und Van‐der‐Waals‐Wechselwirkungen. In den letzten Jahren wurde auch die Anion‐π‐Wechselwirkung (eine anziehende Kraft zwischen einem elektronenarmen aromatischen System und einem Anion) als bis dahin unerforschte nichtkovalente Bindung erkannt, und ihre Natur wurde experimentell und theoretisch untersucht. Die Konstruktion selektiver Anionenrezeptoren und ‐kanäle auf der Grundlage dieser Wechselwirkung war ein wichtiger Fortschritt auf dem Gebiet der supramolekularen Chemie. Ziele dieses Aufsatzes sind: 1) aktuelle Vorstellungen über die Natur dieser Wechselwirkung zu diskutieren, 2) eine Übersicht über die wichtigsten experimentellen Arbeiten zu geben, in denen Anion‐π‐Bindung nachgewiesen wurden, und 3) Einblicke in die Richtungsabhängigkeit von Anion‐π‐Kontakten in Kristallstrukturen zu geben.

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Anion–π interactions: must the aromatic ring be electron deficient?

Abstract: The favorable interaction of anions with the p-cloud of aromatic derivatives has been studied theoretically using ab initio calculations and confirmed by X-ray data retrieved from the Cambridge Structural Database.

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