Opis projektu
Wysoka czułość sondowania oddziaływań niekowalencyjnych
Wiązania kowalencyjne są nieodłączną częścią chemii i biologii, ale wiązania niekowalencyjne, choć słabsze, są nie mniej istotne. Przykładowo to właśnie dzięki nim wielkie cząsteczki mogą utrzymać swoją strukturę trójwymiarową. Finansowany ze środków UE projekt BALANCE ma przyczynić się do opracowania nowej eksperymentalnej sondy umożliwiającej badanie oddziaływań niekowalencyjnych, co pozwoli weryfikować wyniki otrzymywane za pomocą różnych metod obliczeniowych i doświadczalnych. Doświadczenia, które maja być wykonane podczas projektu, zakładają badanie izolowanych fonów w fazie gazowej. Proponowane podejście projektowe zakłada wykorzystanie spektrometru zaprojektowanego specjalnie z myślą o tym doświadczeniu, nowych, regulowanych źródeł promieniowania podczerwonego, syntezy chemicznej specjalnych substratów oraz zastosowania metody sprzężonych klastrów do układów wielu ciał. Prace przeprowadzane w ramach projektu mają pokazać, w jaki sposób interdyscyplinarna współpraca może wpłynąć na sposób naszego rozumienia zjawisk przestrzennych zachodzących w chemii organicznej.
Cel
We use IR spectroscopy of trapped ions in a cryogenic FT-ICR spectrometer to probe non-covalent, “dispersion” interactions in large, gas-phase molecular ions. We will measure conformational equilibria by N-H frequency shifts, and correlate gas-phase IR frequency to the N-H-N bond angle in an ionic H-bond. Substituents on “onium” cations can adopt various conformations, whose energies map interaction potentials. Substituents on their proton-bound dimers interact non-covalently through dispersion forces, whose quantitative evaluation in large molecules has remained difficult despite dispersion becoming increasingly cited as a design principle in the construction of catalysts and materials. The non-covalent interactions bend the N-H-N bond, leading to large shifts in the IR frequency. The proton-bound dimer acts like a molecular balance where the non-covalent interaction, is set against the bending potential in an ionic hydrogen bond. Despite encouragingly accurate calculations for small molecules, experimental benchmarks for large molecules in the gas phase remain scarce, and there is evidence that the good results for small molecules may not extrapolate reliably to large molecules. The present proposal introduces a new experimental probe of non-covalent interactions, providing a sensitive test of the diverging results coming from various computational methods and other experiments. The experiment must be done on isolated molecules in the gas phase, as previous work has shown that solvation substantially cancels out the attractive potential. Accordingly, the proposed experimental design, which involves a custom-built spectrometer, newly available tunable IR sources, chemical synthesis of custom substrates, and quantum calculations up to coupled-cluster levels of theory, showcases how an interdisciplinary approach combining physical and organic chemistry can solve a fundamental problem that impacts how we understand steric effects in organic chemistry.
Dziedzina nauki (EuroSciVoc)
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Aby użyć tej funkcji, musisz się zalogować lub zarejestrować
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-ADG - Advanced GrantInstytucja przyjmująca
8092 Zuerich
Szwajcaria