Redox potential tuning in bio-relevant heterocycles via (anti)aromaticity modulated H-bonding (AMHB)
Notice bibliographique
Résumé
Hydrogen bonds are arguably the most important non-covalent interactions in chemistry and biology, and their strength and directionality have been elegantly exploited in the rational design of complex structures. We recently noted that the variable responses of cyclic π-systems upon H-bond formation reciprocally lead to modulations of the H-bonds’ strengths, a phenomenon that we dubbed (anti)aromaticity-modulated hydrogen bonding (AMHB) [J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 3427–3432]. Species that switch from aromatic to antiaromatic or vice versa upon changing π-electron counts should be oppositely stabilized by the AMHB effects, so their redox potentials should be significantly “tuned” by H-bond formation. Herein, using quantum chemical simulations, we explore the effects of these H-bond induced π-electron polarizations on the redox potentials of (anti)aromatic heterocycles. The systems chosen for this study have embedded amide groups and amidine moieties capable of forming two-point H-bonds in their cyclic π-systems. Thus, as the 4-electron and 6-electron π-systems in redox-capable monocycles (e.g., quinones) can be differentially stabilized, their redox potentials can be modulated by H-bond formation by as much as 6 kcal/mol (258 mV for one electron transfer). In fused rings, the connectivity patterns are as important as the π-electron counts. Extending these ideas to flavin, a biologically relevant case, we find that H-bonding patterns like those found in its crystals can vary its redox potential by up to 1.3 kcal/mol.
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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 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».