
【化】 intramolecular hydrogen bond
分子内氢键(Intramolecular Hydrogen Bond)是指同一分子内电负性较大的原子(如O、N)与相邻的氢原子之间形成的特殊化学键。该现象常见于含多个极性基团的有机分子中,例如邻硝基苯酚中羟基(-OH)的氢与硝基(-NO₂)的氧之间形成的键。根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)定义,这种键的键长一般在1.5-2.2 Å之间,键能为5-30 kJ/mol,显著弱于共价键但强于范德华力。
其形成需要满足三个条件:
与分子间氢键不同,分子内氢键会显著影响物质的物理化学性质。例如水杨酸(邻羟基苯甲酸)因分子内氢键导致熔点(159℃)低于间位(201℃)和对位异构体(213℃),这种现象被收录于《有机化学实验手册》(高等教育出版社)。在药物设计中,这种键常被用于调节分子脂溶性和生物利用度,如抗结核药物异烟肼的分子构型优化即基于此原理(《药物化学》,人民卫生出版社)。
分子内氢键是氢键的一种特殊类型,指在同一分子内部不同基团之间形成的氢键,其本质是带部分正电荷的氢原子与同一分子内电负性较大的原子(如O、N、F等)之间的静电吸引作用。以下是具体解析:
分子内氢键的形成需要满足两个条件:
例如,邻羟基苯甲醛中羟基的H与同一分子内醛基的O原子形成氢键(O-H…O)。
特征 | 分子内氢键 | 分子间氢键 |
---|---|---|
形成范围 | 同一分子内部 | 不同分子之间 |
对物性的影响 | 降低熔沸点(削弱分子间作用) | 提高熔沸点(增强分子间作用) |
典型例子 | 邻二苯酚、乙酰丙酮烯醇式结构 | 水、液态HF中的分子缔合 |
总结来看,分子内氢键通过分子内特定基团的空间排列形成,显著影响物质的物理性质,是化学和生物学中重要的弱相互作用之一。
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