
【化】 intramolecular hydrogen bond
分子内氫鍵(Intramolecular Hydrogen Bond)是指同一分子内電負性較大的原子(如O、N)與相鄰的氫原子之間形成的特殊化學鍵。該現象常見于含多個極性基團的有機分子中,例如鄰硝基苯酚中羟基(-OH)的氫與硝基(-NO₂)的氧之間形成的鍵。根據國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)定義,這種鍵的鍵長一般在1.5-2.2 Å之間,鍵能為5-30 kJ/mol,顯著弱于共價鍵但強于範德華力。
其形成需要滿足三個條件:
與分子間氫鍵不同,分子内氫鍵會顯著影響物質的物理化學性質。例如水楊酸(鄰羟基苯甲酸)因分子内氫鍵導緻熔點(159℃)低于間位(201℃)和對位異構體(213℃),這種現象被收錄于《有機化學實驗手冊》(高等教育出版社)。在藥物設計中,這種鍵常被用于調節分子脂溶性和生物利用度,如抗結核藥物異煙肼的分子構型優化即基于此原理(《藥物化學》,人民衛生出版社)。
分子内氫鍵是氫鍵的一種特殊類型,指在同一分子内部不同基團之間形成的氫鍵,其本質是帶部分正電荷的氫原子與同一分子内電負性較大的原子(如O、N、F等)之間的靜電吸引作用。以下是具體解析:
分子内氫鍵的形成需要滿足兩個條件:
例如,鄰羟基苯甲醛中羟基的H與同一分子内醛基的O原子形成氫鍵(O-H…O)。
特征 | 分子内氫鍵 | 分子間氫鍵 |
---|---|---|
形成範圍 | 同一分子内部 | 不同分子之間 |
對物性的影響 | 降低熔沸點(削弱分子間作用) | 提高熔沸點(增強分子間作用) |
典型例子 | 鄰二苯酚、乙酰丙酮烯醇式結構 | 水、液态HF中的分子締合 |
總結來看,分子内氫鍵通過分子内特定基團的空間排列形成,顯著影響物質的物理性質,是化學和生物學中重要的弱相互作用之一。
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