Strong N−X···O−N Halogen Bonds: Comprehensive Study on N‐Halosaccharin Pyridine N‐oxide Complexes
Julkaisuvuosi
2019
Tekijät
Puttreddy, Rakesh; Rautiainen, J. Mikko; Mäkelä, Toni; Rissanen, Kari
Tiivistelmä
A detailed study of the strong N−X⋯−O−N+ (X = I, Br) halogen bonding interactions in solution and in the solid‐state reports 2×27 donor×acceptor complexes of N‐halosaccharins and pyridine N‐oxides (PyNO). Density Functional Theory (DFT) calculations were used to investigate the X···O halogen bond (XB) interaction energies in 54 complexes. The XB interaction energies were found to vary from –47.5 to –120.3 kJ mol–1, with the strongest N−I⋯−O−N+ XBs approaching those of 3‐center‐4‐electron [N–I–N]+ halogen‐bonded systems (∼160 kJ mol–1). Using a subset of 32 complexes, stabilized only through N−X···−O−N+ XB interactions, a simplified, computationally fast, electrostatic model to predict the X···O bond energies, was developed. Energies predicted by this simple model and much higher‐level theory DFT calculations agree excellently, illustrating the usefulness of the simplified electrostatic model. In solution, the 1H NMR association constants (KXB) determined in CDCl3 and acetone‐d6 vary from 2.0 x100 to >108 M‐1 following accurately the calculated σ‐hole nature on the donor halogen. The donor×acceptor complexation enthalpies calculated in CHCl3 using polarized continuum model very between –38.4 and –77.5 kJ mol–1 and correlate well with the pKXB values determined by 1H NMR in CDCl3 indicating the formation of strong and robust 1:1 XB complexes in solution. In X‐ray crystal structures, the N‐iodosaccharin‐PyNO complexes manifest short normalized interaction ratios (RXB) between 0.65 – 0.67 for the N−I⋯−O−N+ halogen bond.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Kustantaja
Volyymi
58
Numero
51
Sivut
18610-18618
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
3
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Ei
Rinnakkaistallennettu
Kyllä
Muut tiedot
Tieteenalat
Kemia
Avainsanat
[object Object]
Julkaisumaa
Saksa
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Ei
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1002/anie.201909759
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä