Hrvatski znanstvenici pomaknuli granice supramolekulske kemije

Znanstvenici s Kemijskog odsjeka Prirodoslovno-matematičkoga fakulteta (PMF) Sveučilišta u Zagrebu u suradnji s kolegama sa Sveučilišta McGill i Sveučilišta Birmingham otkrili su nove akceptore halogenske veze i ‘pomaknuli' granice supramolekulske kemije i o tome objavili rad u vrhunskome časopisu "Nature Communications". 

 Znanstvenici s Kemijskoga odsjeka zagrebačkoga PMF-a - Katarina Lisac i Dominik Cinčić te studentica Sara Cepić u suradnji s Tomislavom Friščićem, Filipom Topićem, Mihailsom Arhangelskisom, Patrickom A. Julienom, Christopherom W. Nickelsom sa Sveučilišta McGill (Montreal, Kanada) i Andrewom J. Morrisom sa Sveučilišta Birmingham (Birmingham, Ujedinjeno Kraljevstvo) - otkrili su nove akceptore halogenske veze te objavili rad "Halogen-bonded cocrystallization with phosphorus, arsenic and antimony acceptors" u vrhunskome časopisu "Nature Communications". 

U radu se opisuju nove spoznaje ne samo o halogenskoj vezi, nego i o supramolekulskoj kemiji općenito, uvode se nova tri elementa kao komponente u kokristalima temeljenima na halogenskim vezama te se ‘pomiču’ granice supramolekulske kemije arsena i antimona, priopćio je Ured za odnose s javnošću zagrebačkoga Sveučilišta. 

Riječ je o znanstvenom radu u kojem su objavljeni znanstveni rezultati iz područja supramolekulske kemije, postignuti istraživanjem u okviru nekoliko znanstvenih projekata: "Kristalno inženjerstvo višekomponentnih metaloorganskih materijala povezanih halogenskom vezom: ususret supramolekulskom ugađanju strukture i svojstava" koji financira Hrvatska zaklada za znanost (HRZZ), te projektima koje financiraju kanadsko vijeće - Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC) i E. W. R. Steacie Memorial Fellowship, prenosi Hina.  

Halogenska veza intenzivno se proučava u posljednjih nekoliko desetljeća u svim područjima kemije, a ponajviše u kristalnom inženjerstvu. Riječ je o privlačnoj interakciji koja se ostvaruje između elektrofilnoga dijela atoma halogena (donora halogenske veze) i nukleofilnoga područja druge (ili iste) molekule (akceptora halogenske veze). 

U posljednjih dvadesetak godina za istraživanje halogenskih veza najčešće su se primjenjivali organski sustavi s perfluoriranim spojevima kao donorima halogenske veze, a najčešće korišteni akceptori halogenskih veza bili su brojni organski spojevi koji sadrže različite funkcijske skupine s dušikom ili kisikom. Skupine s težim atomima kao akceptorima halogenske veze rjeđe su se izučavale, a uključuju najviše spojeve sa sumporom te halogenim elementima, ističe se u priopćenju. 

U radu "Halogen-bonded cocrystallization with phosphorus, arsenic and antimony acceptors" prvi put je pak opisano eksperimentalno i teorijsko izučavanje halogenskih veza s fosforom (P), arsenom (As) i antimonom (Sb). Kokristalizacijom 1,3,5-trijodtrifluorbenzena s trifenilfosfinom, trifenilarsinom i trifenilstibinom dobiveni su kokristali u kojima su molekule povezane halogenskim vezama I···P, I···As i I···Sb. Riječ je o prvim izoliranim i strukturno karakteriziranim kokristalima u kojima atom joda (I) tvori halogensku vezu s elementima 15. skupine, koji su teži od dušika. 

Za procjenu otkrivenih halogenskih veza, kao i za objašnjenje nepostojanja kokristala 1,3,5-trijodtrifluorbenzena s trifenilaminom te trifenilbizmutinom, u radu je opisano teorijsko izučavanje metodom DFT pretpostavljenih molekulskih kompleksa u plinskoj fazi kao i kompleksa nađenih u kristalnim strukturama. 

Analiza dobivenih molekulskih i kristalnih struktura kokristala, zajedno s teorijskim izučavanjem, pokazala je da su fosfor, arsen i antimon relativno dobri akceptori halogenske veze.