Correlated proton dynamics in hydrogen bonding networks: the benchmark case of 3-hydroxyglutaric acid

文献情報

出版日 2023-11-28
DOI 10.1039/D3CP04514E
インパクトファクター 3.676
著者

Bruno Martínez-Haya, Juan Ramón Avilés-Moreno, Francisco Gámez, Jonathan Martens, Jos Oomens, Giel Berden


原文を見る

要旨

Proton and hydrogen-bonded networks sustain a broad range of structural and charge transfer processes in supramolecular materials. The modelling of proton dynamics is however challenging and demands insights from prototypical benchmark systems. The intramolecular H-bonding networks induced by either protonation or deprotonation of 3-hydroxyglutaric acid provide intriguing case studies of correlated proton dynamics. The vibrational signatures associated with the fluxional proton bonding and its coupling with the hydroxyglutaric backbone are investigated here with infrared action ion spectroscopy experiments and Born–Oppenheimer molecular dynamics (BOMD) computations. Despite the formally similar symmetry of protonated and deprotonated hydroxyglutaric acid, the relative proton affinities of the oxygen centers of the carboxylic and carboxylate groups with respect to that of the central hydroxyl group lead to distinct proton dynamics. In the protonated acid, a tautomeric arrangement of the type HOCO·[HOH]+·OCOH is preferred with the proton binding tighter to the central hydroxyl moiety and the electronic density being shared between the two nearly symmetric H-bonds with the carboxylic end groups. In the deprotonated acid, the asymmetric [OCO]−·HO·HOCO configuration is more stable, with a stronger H-bonding on the bare carboxylate end. Both systems display active backbone dynamics and concerted Grothuss-like proton motions, leading to diffuse band structures in their vibrational spectra. These features are accurately reproduced by the BOMD computations.

関連文献

Paper-based nucleic acid amplification tests for point-of-care diagnostics

Navjot Kaur, Bhushan J. Toley

2018-04-07 Critical Review

DOI: 10.1039/C7AN01943B

Direct glucose detection in whole blood by colorimetric assay based on glucose oxidase-conjugated graphene oxide/MnO2 nanozymes

Po-Chun Lee, Ying-Pei Hsu, Chen Peng, Hung-Wei Yang

2019-03-19 Paper

DOI: 10.1039/C8AN02440E

Highly labeled methylene blue-ds DNA silica nanoparticles for signal enhancement of immunoassays: application to the sensitive detection of bacteria in human platelet concentrates

Romaric Bonnet, Carole Farre, Lionel Valera, Ludivine Vossier, Fanny Léon, Typhaine Dagland, Agnès Pouzet, Nicole Jaffrézic-Renault, Jeannette Fareh, Chantal Fournier-Wirth, Carole Chaix

2018-04-19 Paper

DOI: 10.1039/C8AN00165K

SERS-based lateral flow assay for quantitative detection of C-reactive protein as an early bio-indicator of a radiation-induced inflammatory response in nonhuman primates

Zhen Rong, Rui Xiao, Shuang Xing, Guolin Xiong, Zuyin Yu, Limei Wang, Yuwen Cong, Shengqi Wang

2018-03-20 Paper

DOI: 10.1039/C8AN00160J

Noninvasive and prospective diagnosis of coronary heart disease with urine using surface-enhanced Raman spectroscopy

Huinan Yang, Chang Zhao, Rong Li, Chengxing Shen, Xiaoshu Cai, Li Sun, Chengfang Luo, Yuechao Yin

2018-03-16 Paper

DOI: 10.1039/C7AN02022H

A facile signal-on electrochemical DNA sensing platform for ultrasensitive detection of pathogenic bacteria based on Exo III-assisted autonomous multiple-cycle amplification

Qianqian Pei, Xiaolei Song, Su Liu, Jingfeng Wang, Xueqi Leng, Xuejun Cui, Jinghua Yu, Yu Wang

2019-03-07 Paper

DOI: 10.1039/C9AN00036D

Anti-Aβ drug candidates in clinical trials and plasmonic nanoparticle-based drug-screen for Alzheimer's disease

Dongtak Lee, Gyudo Lee, Dae Sung Yoon

2018-03-16 Critical Review

DOI: 10.1039/C7AN02013A

A monoclonal antibody-based immunosensor for the electrochemical detection of imidacloprid pesticide

Beatriz Pérez-Fernández, Josep V. Mercader, Brenda I. Checa-Orrego, Alfredo de la Escosura-Muñiz, Agustín Costa-García

2019-03-19 Paper

DOI: 10.1039/C9AN00176J

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

2,3-スチオエポキシマドルを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

取り扱いにはPPE(プロテクティブ・パーソナル・エイド)が必要で、防ぐ手袋と保護眼鏡を着用してください。ドラフトチャンバーの使用を推奨します。漏洩した場合は、適...

4267-80-52,3-Thioepoxy Madol
化合物よくある質問

6-氟-2-氨基苯酚の主な用途は何ですか?

6-氟-2-氨基苯酚は主に医薬品の合成材料として使用され、一部の農薬の製造にも利用されます。また、研究用途でも広く使用されています。

53981-25-22-Amino-6-fluorophen...
化合物よくある質問

BOC-S-3-アミニ-4-(4-メチオキシベンチル)-ブタン酸の代替品はありますか?

この化合物の代替品としては、BOC保護基を有さないアミノ酸やその他の保護基化合物が考えられます。また、メチオキシ基を有しない他の芳香族アミノ酸も代替品として挙げ...

126800-59-7(3S)-4-(4-Methoxyphe...
化合物よくある質問

Methyl 2-(chloromethyl)-3-nitrobenzoate(1218910-61-2)の代替品はありますか?

Methyl 2-(chloromethyl)-3-nitrobenzoate(1218910-61-2)の代替品としては、化学組成を変えることで効果を達成する...

1218910-61-2Methyl 2-(chlorometh...
化合物よくある質問

(2R)-2-アミノ-N-ベンジル-3-ヒドロキシプロパナミドを含む廃棄物はどのように処理すべきですか?

(2R)-2-アミノ-N-ベンジル-3-ヒドロキシプロパナミドを含む廃棄物は、適切な廃棄物管理ガイドラインに基づき処理する必要があります。まず、廃棄物を適切に収...

175481-39-7(2R)-2-amino-N-benzy...
化合物よくある質問

6,7-二氢-咪唑並[1,2-a]ピリドイン-8(5h)-酮はどのように合成されますか?

6,7-二氢-咪唑並[1,2-a]ピリドイン-8(5h)-酮は、2-ブロモフェニルアセトインとリン酸ハロゲン化物を反応させることで合成できます。この反応は高温で...

457949-09-66,7-Dihydroimidazo[1...
化合物よくある質問

エチル(3R)-3-ピロリジニル酢酸水和塩とは何ですか?

エチル(3R)-3-ピロリジニル酢酸水和塩は、CAS番号1332459-32-1の化合物で、(R)-乙基2-(ピロリジン-3-基)酢酸塩水和塩と呼ばれます。この...

1332459-32-1Ethyl (3R)-3-pyrroli...
化合物よくある質問

(2S)-{[(2-メチルエチルオキシ]カルボニル}アミノ)[2-(トリアフルオロメチルフェニル]エチカシック酸の物理化学的性質は何ですか?

(2S)-{[(2-メチルエチルオキシ]カルボニル}アミノ)[2-(トリアフルオロメチルフェニル]エチカシック酸のCAS番号は1203454-45-8です。この...

1203454-45-8(2S)-({[(2-Methyl-2-...
化合物よくある質問

2-ブロモ-1-(2-メチル-2-プロパニル)-4-ニトロベンゼンはどのように保存すればよいですか?

2-ブロモ-1-(2-メチル-2-プロパニル)-4-ニトロベンゼンは、直射日光を避けて暗所で、室温(約15℃〜25℃)、乾燥した場所に保存する必要があります。ま...

6310-17-42-Bromo-1-(2-methyl-...
化合物よくある質問

1-[(4-硝基フェニル)スルホニル]-1H-1,2,4-三唑の市場動向や研究トレンドはどうですか?

市場動向としては、1-[(4-硝基フェニル)スルホニル]-1H-1,2,4-三唑は主に農業用除草剤や合成化学製品の原料として利用されています。研究トレンドとして...

57777-84-11-[(4-Nitrophenyl)su...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめ化合物

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。