Direct Investigation of Halogen Bonds by Solid-State Multinuclear Magnetic Resonance Spectroscopy and Molecular Orbital Analysis
Notice bibliographique
Résumé
Noncovalent interactions play a ubiquitous role in the structure, stability, and reactivity of a wide range of molecular and ionic cocrystals, pharmaceuticals, materials, and biomolecules. The halogen bond continues to be the focus of much attention, due in part to its strength and unique directionality. Here, we report a multifaceted experimental and computational study of halogen bonds in the solid state. A series of cocrystals of three different diiodobenzene molecules and various onium halide (Cl(-) or Br(-)) salts, designed to exhibit moderately strong halogen bonds (C-I···X(-)) in the absence of competing hydrogen bonds, has been prepared and characterized by single-crystal X-ray diffraction. Interestingly, a wide range of geometries about the halide anion are observed. (35/37)Cl and (79/81)Br solid-state NMR spectroscopy is applied to characterize the nuclear quadrupolar coupling constants (C(Q)) and asymmetry parameters (η(Q)) for the halogen-bonded anions at the center of bonding environments ranging from approximately linear to distorted square planar to octahedral. The relationship between the halogen bond environment and the quadrupolar parameters is elucidated through a natural localized molecular orbital (NLMO) analysis in the framework of density functional theory (DFT). These calculations reveal that the lone pair type orbitals on the halogen-bonded anion govern the magnitude and orientation of the quadrupolar tensor as the geometry about the anion is systematically altered. In -C-I···X(-)···I-C- environments, the value of η(Q) is well-correlated to the I···X(-)···I angle. (13)C NMR and DFT calculations show a correlation between chemical shifts and halogen bond strength (through the C-I distance) in o-diiodotetrafluorobenzene cocrystals. Overall, this work provides a chemically intuitive understanding of the connection between the geometry and electronic structure of halogen bonds and various NMR parameters with the aid of NLMO analysis.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».