Molecular interpretation of the hydrophobic hydration of the amino acid derivatives using IR and THz spectroscopies and DFT calculations

使用红外和太赫兹光谱以及 DFT 计算对氨基酸衍生物的疏水水合进行分子解释

• 批准号: 21550011
• 负责人: MIZUNO Kazuko
• 金额: $ 3.33万
• 依托单位: University of Fukui
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21550011/
• 关键词: 弱い水素結合; C-H…OH_2; 分子間振動スペクトル; 疎水性水和; 低分極なのにより束縛された水; テラヘルツ分光法; 赤外分光法; 水の変角振動; N-アセチル-L-アラニン-N-メチルアミド; 弱い(ブルーシフティング)水素結合; テラヘルツ時間領域分光法; 水の水素結合ドナー性; 水の水素結合アクセプター性; 水和クラスター; シミュレーション; アミノ酸誘導体; DFT法

We have found "strange water molecules" in aqueous solutions of organic compounds with a polar group like alcohols, amino acid derivatives, and proteins, where hydrogen bond donating strength of O-H groups is weakened, but the hydrogen bond accepting strength of the water oxygen is strengthened. We have demonstrated that strong co-operative hydrogen bonds are formed among HO-H…O and C-H…OH_2 hydrogen bonds, which leads to the formation of the strange water. We have identified the formation of the weak hydrogen bond C-H…OH_2 as the key role of the hydrophobic hydration of the solutes. We also observed inter-molelcular vibration spectra of C-H…O=C formed within aldehyde dimer and proved experimentally the presence of the weak hydrogen bonds.

我们已经在具有极性基团的有机化合物如醇、氨基酸衍生物和蛋白质的水溶液中发现了“奇怪的水分子”，其中O-H基团的氢键贡献强度减弱，但水氧的氢键接受强度增强。我们证明了HO-H…O和C-H…OH_2氢键之间形成了强的协同氢键，从而导致了奇异水的形成。我们确定了弱氢键C-H…OH_2的形成是溶质疏水水化的关键。我们还观察到醛二聚体中形成的C-H…O=C的分子间振动光谱，并从实验上证明了弱氢键的存在。

项目成果

テラヘルツ分光法による弱い水素結合CH…OH2の検出 ; テトラヒドロフラン水和クラスターの場合

太赫兹光谱检测弱氢键CH…OH2；四氢呋喃水合簇的案例

• 发表时间: 2009
• 作者: 水野和子;中嶋幸恵;谷正彦;山本晃司;岩本敏志;西澤誠治
• 通讯作者: 西澤誠治

ジメチルスルポキシドの疎水性水和」の分子論的説明 ; HDOをプローブ分子とするIR法による実験とDFT法を用いた計算

“二甲基亚砜的疏水水合”的分子解释；以HDO为探针分子的IR方法实验和DFT方法计算

• 发表时间: 2009
• 作者: 佐野充;水野和子
• 通讯作者: 水野和子

[アルキルアルコール/水]と[フルオロアルコール/水]についてのv(O-H), v(H-O-H), v(C-H)三次元グラフの比較から得られる疎水性水和の原因

通过比较[烷基醇/水]和[氟代醇/水]的v(O-H)、v(H-O-H)、v(C-H)三维图获得疏水水合的原因

• 发表时间: 2010
• 作者: K. Fujii;H. Uekusa;M. Fukano;H. Koshima;山根靖正;水野和子,菊地拓也
• 通讯作者: 水野和子,菊地拓也

THz TDS of weak intermolecular hydrogen bonds ; Observations of C-H…O=C in self-associated complexes of propionaldehyde

弱分子间氢键的太赫兹 TDS；丙醛自缔合络合物中 C-H…O=C 的观察

• 发表时间: 2012
• 作者: K.Mizuno;T.Kikuchi;K.Murakami;H.Nagaoka;K Fukui;K.Yamamoto;M.Tani
• 通讯作者: M.Tani

弱い水素結合C-H…OH_2が疎水性水和に果たす役割 : 水の変角振動バンドの測定

弱氢键C-H…OH_2在疏水水合中的作用：水弯曲振动带的测量

• 发表时间: 2009
• 作者: 吉川武宏;菅原修一;高柳敏幸;志賀基之;立川仁典;H.Tachikawa;鷲田浩人，川人大希，山本寛子，山口聡一朗，浅川誠;水野和子
• 通讯作者: 水野和子