Исследователи обнаружили, что ряд катионов щелочных металлов предпочитает взаимодействовать не с водой, а с неполярными ароматическими молекулами, образуя с ними комплексы типа гость-хозяин.
Катионы щелочных металлов и ароматические молекулы образуют структуры, похожие на раковины, «створки» которых удерживаются водородными связями. (Рисунок из Angewandte Chemie, 2009. DOI: 10.1002/ange.200805789)
Брандан Абрахамс (Brendan Abrahams) с удивлением обнаружил, что генерируемые в воде катионы щелочных металлов предпочитают ароматических окружение.
Водородные связи удерживают две половинки ароматической «раковины» вместе. Створки раковины несут отрицательный заряд уравновешивающий положительный заряд «жемчужины»-катиона, находящегося внутри образованной ароматическими молекулами полости.
Было обнаружено, что катионы рубидия и цезия имеют подходящий размер для того, чтобы разместиться внутри полости. При использовании в экспериментах меньшего по размеру катиона калия комплексы гость-хозяин не образуются, хотя внедрение в ароматическую молекулярную капсулу больших по размеру катионов частично разрушает систему водородных связей, объединяющих ароматические «створки» и в рубидиевых или цезиевых комплексах гость-хозяин они удерживаются лишь парой или даже одной водородной связью. Наблюдение того, что «молекулярная раковина» образуется даже при разрушении системы водородных связей, говорит о важной роли электростатического взаимодействия гостя-катиона с хозяином-ароматикой.
Хотя пока исследователи из Австралии не нашли практического применения своему открытию, Абрахамс уверен, что это дело дальнейших исследований, отмечая, однако, что пока ароматические комплексы щелочных металлов, образующиеся в воде остаются просто любопытным химическим феноменом.
1. Angewandte Chemie, 2009. DOI: 10.1002/ange.200805789
2. ChemPort