undefined

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 enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Jyväskylän yliopisto

Rissanen Kari Orcid -palvelun logo

Rautiainen Mikko Orcid -palvelun logo

Puttreddy Rakesh Orcid -palvelun logo

Mäkelä Toni

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Volyymi

58

Numero

51

Sivut

18610-18618

Julkaisu­foorumi

51107

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