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Concept
Empilement Pi
Résumé
droite|vignette| Trois conformations du dimère de benzène
En chimie, l' empilement pi (également appelé empilement π – π ) fait référence à des interactions attractives et non-covalentes entre les cycles aromatiques, car ils contiennent des liaisons pi . Ces interactions sont importantes dans l'empilement de nucléobases dans les molécules d' ADN et d' ARN, le repliement des protéines, la synthèse dirigée par matrice, la science des matériaux et la reconnaissance moléculaire, bien que certaines recherches suggèrent que l'empilement pi peut ne pas être opérationnel dans certaines de ces applications. Malgré un intérêt expérimental et théorique intense, il n'y a pas de description unifiée des facteurs qui contribuent aux interactions d'empilement pi.
Le dimère de benzène est le système prototypique pour l'étude de l'empilement pi, et est lié expérimentalement par 8–12 kJ/mol (2–3 kcal/mol) en phase gazeuse avec une séparation de 4,96 Å entre les centres de masse pour le dimère en forme de T. La faible énergie de liaison rend le dimère de benzène difficile à étudier expérimentalement, et le dimère lui-même n'est stable qu'à basse température et a tendance à se regrouper.
Une autre preuve de l'empilement pi provient de la détermination de la structure cristalline aux rayons X. Des configurations parallèles, perpendiculaires et décalées peuvent être observées dans les structures cristallines de nombreux composés aromatiques simples. Des géométries parallèles ou perpendiculaires décalées similaires ont été observées dans une étude des structures cristallines de protéines aux rayons X à haute résolution dans la banque de données sur les protéines. L'analyse des acides aminés aromatiques phénylalanine, tyrosine, histidine et tryptophane indique que les dimères de ces chaînes latérales ont de nombreuses interactions de stabilisation possibles à des distances plus grandes que les rayons moyens de van der Waals.
Les géométries préférées du dimère de benzène ont été modélisées à un niveau élevé de théorie avec des calculs MP2-R12 / A et de très grands ensembles de base aug-cc-PVTZ corrigés contre le contrepoids.
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