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??? 最近燕紅課題組在氫鍵弱相互作用研究中取得重要進(jìn)展。該研究首次在實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)了一種基于B–H鍵和芳環(huán)的B?H···π弱相互作用氫鍵。研究論文 “B?H···π Interaction: A New Type of Nonclassical Hydrogen Bonding” 最近發(fā)表于美國(guó)化學(xué)會(huì)J. Am. Chem. Soc.?(DOI: 10.1021/jacs.6b01249)，并被JACS選為封面及亮點(diǎn)文章（spotlighted by New Type of Non-Classical Hydrogen Bonding）。同時(shí)被C&EN（titled by Novel B-H Hydrogen Bond Observed，March 7, 2016），Chemistry World (titled by New Type of Hydrogen Bond Discovered, March 9, 2016)， X-MOL資訊 (《JACS》: 中美科學(xué)家團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)新型氫鍵, March 17，2016) 等媒體報(bào)道及評(píng)論。

??? 非共價(jià)弱相互作用氫鍵X?H···π ( X = C, N, O ) 廣泛存在于分子間及分子內(nèi)，并在生命活動(dòng)及分子自組裝過程中扮演了重要的角色。上述常見的X?H···π 氫鍵中X 的電負(fù)性大于 H。但是由于硼的正電性，通常情況下B?H化合物與芳環(huán)相互排斥而非相互吸引。然而在二硼烷(B₂H₆)和碳硼烷(C₂B₁₀H₁₂)化合物中，三中心二電子(2e-3c)的成鍵模式使得B?H鍵的氫原子顯示微弱的正電性。B?H鍵的極性翻轉(zhuǎn)使得在B₂H₆···C₆H₆模型和carborane···C₆H₆模型中B?H···π氫鍵可在低溫條件下存在。

??? 燕紅課題組以穩(wěn)定性高的碳硼烷為載體，利用巰基碳硼烷半夾芯銥金屬有機(jī)化合物與芳基膦配體的配位作用，通過實(shí)驗(yàn)手段在室溫下分別在固態(tài)及溶液中觀測(cè)到了B?H···π氫鍵。通過X-射線單晶衍射技術(shù)精確地測(cè)定了B?H···π氫鍵的鍵長(zhǎng)和鍵角；通過核磁共振在溶液狀態(tài)下證明了由于B?H···π的成鍵作用，使得B?H鍵中氫化學(xué)位移向高場(chǎng)發(fā)生明顯位移（> 1.5 ppm）， 并對(duì)B核產(chǎn)生了顯著影響；并通過量子化學(xué)計(jì)算揭示了B?H···π氫鍵的成鍵本質(zhì)是靜電作用。研究發(fā)現(xiàn)該類弱相互作用的強(qiáng)度約相當(dāng)于0.35個(gè)鍵級(jí)，與二聚水分子內(nèi)的氫鍵強(qiáng)度相當(dāng)。這一新型非共價(jià)弱相互作用的發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了X?H···π氫鍵和含硼化合物超分子化學(xué)的研究，為設(shè)計(jì)高生物親和性的含硼藥物分子提供了理論指導(dǎo)。

??? 上述實(shí)驗(yàn)工作由博士生張曉磊及戴慧敏完成，理論工作由美國(guó)Prof.Dieter Cremer (Southern Methodist University)課題組完成。 該項(xiàng)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委及科技部的資助。

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圖1：B?H···π氫鍵的理論模型

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圖2：B?H···π氫鍵的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/div>