Intramolecular C–H•••Cl Interactions in Amino Amide Trichlorozincates Confirmed by Electron Density Topology

Authors

DOI:

https://doi.org/10.29356/jmcs.v70i1.2576

Keywords:

QTAIM, ELF, hydrogen-bonding interactions, trichlorozincate, amino amides

Abstract

Abstract. In this work, we used QTAIM, ELF topological electron density analysis, NCI, and IRI methodologies to study the presence of intramolecular C–H•••Cl interactions in trichlorozincates derived from amino amides. Bond paths (BP) are present between the chlorines of ZnCl₃- group with the aliphatic H10 and aromatic H4 hydrogens respectively in compounds 1 and 2. ρb and δ(H,Cl) values indicated that the hyperconjugative component n(Cl3)→σ*C10–H10 is more significant in compound 1 than in 2. Likewise, H4•••Cl2 interactions have rb values near the lower limit of the range reported by Koch and Popelier for C-H•••X hydrogen bondings. Additionally, the great ellipticity (ε) > 1 of bond CPH4•••Cl2 predicts the vanish of the BPH4•••Cl2 with a small change in the molecular geometry of compound 1. Again, λ₁ and λ₂ values show that C10–H10B•••Cl3 hydrogen bonding is more stable in compound 1 than the other intramolecular C–H•••Cl interactions present in compounds 1 and 2. The source function (SF) suggests that a methyl group at C10 contributes to weakening the H10•••Cl3 interactions. The enveloped plot of 2ρb confirms a higher charge concentration between the H10B and Cl3 attractors in compound 1 compared to 2. Finally, ELF analysis showed that C–H•••Cl interactions decrease the volume of the monosynaptic basin V(H).

 

Resumen. En este trabajo, nosotros usamos las metodologías de la topología de la densidad electrónica QTAIM,  ELF, NCI, e IRI metodologías para estudiar las interacciones intramoleculares C-H•••Cl en tetraclorozincatos derivados de amino amidas. Caminos de enlace (BP) están presentes entre los cloros del grupo ZnCl3- con los hidrógenos alifáticos H10 y los hidrógenos aromáticos H4 respectivamente en los compuestos 1 y 2. Los valores de rb y δ(H,Cl) indicaron que el componente hipercojugativo n(Cl3)→σ*C10–H10 contribuye de manera más significativa en 1 respecto a 2. Asimismo, las interacciones H4•••Cl2 tienen valores de rb cercanos al límite inferior del rango reportado por Koch and Popelier para los puentes de hidrógeno C-H•••X. Adicionalmente, la gran elipticidad (e) > 1 de CPH4•••Cl2 predice el desvanecimiento del BPH4•••Cl2 en 1 con un pequeño cambio en la geometría de la molécula. Una vez más, los valores λ1 y λ2 muestran que el puente de hidrógeno C10–H10B•••Cl3 de 1 es la interacción intramolecular C–H•••Cl más estable en 1 ó 2. La función fuente (SF) sugiere que la presencia de un grupo metilo en C10 contribuye al debilitamiento de las interacciones H10•••Cl3. El diagrama envolvente de 2rb confirma una mayor concentración de carga entre los atractores H10B y Cl3 en 1 respecto a 2. Finalmente, el análisis ELF mostró que las interacciones C-H•••Cl disminuyen el volumen de la cuenca monosináptica V(H).

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Author Biographies

Eltonh Islas Trejo, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo

Preparatoria No. 3

Angela Margarita Tlahuextl Romero, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo

Área Académica de Química

Antonio Rafael Tapia Benavides, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo

Área Académica de Química

References

1. Herschlag, D.; Pinney, M. Biochem. 2018, 57, 3338-3352. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.biochem.8b00217

2. Thompson, A. L.; White, N. G. Chem. Soc. Rev. 2023, 52, 6254-6269. DOI: https://doi.org/10.1039/D3CS00516J

3. Karas, L. J.; Wu, C. H.; Das, R.; Wu, J. I. Wiley Interdiscip. Rev. Comput. Mol. Sci. 2020, 10, e1477. DOI: https://doi.org/10.1002/wcms.1477

4. Moro, A. C.; Watanabe, F. W.; Anannias, S. R.; Mauro, A. E.; Netto, A. V. G.; Lima, A. P. R.; Ferreira, J. G.; Santos, R. H. A. Inorg. Chem. Commun. 2006, 9, 493-496. DOI: https://doi.org/10.1016/j.inoche.2006.02.012

5. Alabugin, I. V.; Manoharan, M.; Peabody, S.; Weinhold, F. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 5973-5987. DOI: https://doi.org/10.1021/ja034656e

6. Tresca, B. W.; Zakharov, L. ZN.; Carroll, C. N.; Johnson, D. W.; Haley, M. M. Chem. Commun. 2013, 49, 7240-7242. DOI: https://doi.org/10.1002/anie.201605757

7. Scheiner, S. J. Indian Inst. Sci. 2020, 100, 61-76. DOI: https://doi.org/10.1007/s41745-019-00142-8

8. Castro, M.; Nicolás-Vázquez, I.; Zavala, J. I.; Sánchez-Viesca, F.; Berros, M. J. Chem. Theory Comput. 2007, 3, 681-688. DOI: https://doi.org/10.1021/ct600336r

9. Shanahan, J. P.; Mullis, D. M.; Zeller, M.; Szymczak, N. K. J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 8809-8817. DOI: https://doi.org/10.1021/jacs.0c01718

10. Liu, M.; Yin, C.; Chen, P.; Zhang, M.; Parkin, S.; Zhou, P.; Li, T.; Yu, F.; Long, S. CrysEngComm. 2017, 19, 4345-4354. DOI: https://doi.org/10.1039/c7ce00772h

11. Thallapally, P. K.; Nangia, A. CrystEngComm. 2001, 27, 1-6. DOI: 10.1039/b102780h

12. Islas-Trejo, E.; Tlahuextl, M.; Lechuga-Islas, V. D.; Falcón-León, M.; Tlahuext, H.; Tapia-Benavides, A. R. J. Mol. Struct. 2023, 1274, 134451. DOI: https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2022.134451

13. Arunan, E.; Desiraju, G. R.; et al., Pure Appl. Chem. 2011, 83, 1637-1641. DOI: https://doi.org/10.1351/PAC-REC-10-01-02

14. Batsanov, S. S. Inorg. Mater 2001, 37, 871-885. DOI: https://doi.org/10.1023/A:1011625728803

15. Steiner, T. Cryst. Rev. 1996, 6, 1-57. DOI: https://doi.org/10.1039/B313104A

16. Taylor, R.; Kennard, O. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 5063-5070. DOI: https://doi.org/10.1021/ja00383a012

17. Lakshmi, B.; Smuelson, A. G.; Jovan Jose, K. V.; Gadre, S. R.; Arunan, E. New J. Chem. 2005, 29, 371-377. DOI: https://doi.org/10.1039/B411815D

18. Arunan, E.; Desiraju, G. R.; Kein, R. A.; Sadlej, J.; Scheiner, S.; Alkorta, I.; Clary, D. C.; Crabtree, R. H.; Dannenberg, J. J.; Hobza, P.; Kjaergaard, H. G.; Legon, A. C.; Mennucci, B.; Nesbitt, D. J. Pure Appl. Chem. 2011, 83, 1619-1636. DOI: https://doi.org/10.1351/PAC-REP-10-01-01

19. Bader, R. F. W. Chem. Rev. 1991, 91, 893-828. 10.1021/cr00005a013

20. Bader, R. F. W. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 7314-7323. DOI: https://doi.org/10.1021/jp981794v

21. Fuster, F.; Silvi, B. Theor. Chem. Acc. 2000, 104, 13-21. DOI: https://doi.org/10.1007/s002149900100

22. Burguera, S.; Bauzá, A. Molecules. 2024, 29, 5606. DOI: https://doi.org/10.3390/molecules29235606

23. Messali, M.; Jhaa, G; Alrashdi, A. A.; Lee, H.-s., Kaya, S.; Sabik, A.; Abualrejal, M. M. A.; Lgaz, H. Results Phys. 2025, 75, 108331. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rinp.2025.108331

24. Panja, S. K.; Kumar, S.; Haddad, B.; Patel, A. R.; Villemin, D.; Amine, H.-M.; Bera, S.; Debdab, M. Physchem. 2024, 4, 369–388.DOI: https://doi.org/10.3390/physchem4040026

25. Koch, U.; Popelier, P. L. A. J. Phys. Chem. 1995, 99, 9747-9754. https://doi.org/10.1021/j100024a016

26. Lu, T.; Chen, Q. Comprehensive Computational Chemistry. 2024, 2, 240-264. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-821978-2.00076-3

27. Crystallographic Data Centre: Cambridge, UK, 2024. https://www.ccdc.cam.ac.uk

28. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; et al. Gaussian 03, revisión B.04; Gaussian Inc.: Pittsburgh, PA, 2003.

29. Keith, T. A. AIMALL, versión 19.10.12; TK Gristmill Software: Overland Park, KS, 2019.

30. Lu, T.; Chen, F. J. Comput. Chem. 2012, 33, 580-592. DOI: https://doi.org/10.1002/jcc.22885

31. Meng, E. C.; Goddard, T. D.; Pettersen, E. F.; Couch, G. S.; Pearson, Z. J.; Morris, J. H.; Ferrin, T. E. Protein Sci. 2023, 32, e4792. DOI: 10.1002/pro.4792

32. Love, I. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 2640-2646. DOI: https://doi.org/10.1021/jp8106183

33. Hernández-Trujillo, J.; Bader, R. F. W. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 1779-1794. DOI: https://doi.org/10.1021/jp994096z

34. Bader, R. F. W.; Matta, C. F. Organometallics. 2004, 23, 6253-6263. DOI: https://doi.org/10.1021/om049450g

35. Vázquez-Tato, M. P.; Seijas, J. A.; Meijide, F.; de Frutos, S.; Vázquez-Tato, J. Int. J. Mol. Sci. 2023, 24, 5359. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms24065359

36. Mata, I.; Alkorta, I.; Molis, E.; Espinosa, E. Chem. Eur. J. 2010, 16, 2442-2452. DOI: https://doi.org/10.1002/chem.200901628

37. Fradera, X.; Austen, M. A.; Bader, R. F. W. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 304-314. DOI: https://doi.org/10.1021/jp983362q

38. Johnson, E. R.; Keinan, S.; Mori-Sánchez, P.; Contreras-García, J.; Cohen, A. J.; Yang, W. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 6498-6506. DOI: https://doi.org/10.1021/ja100936w

39. Gatti, C.; Cargnoni, F.; Bertini, L. J. Comput. Chem. 2003, 24, 422-436. DOI: https://doi.org/10.1002/jcc.10205

40. Gatti, C. Struct. Bonding 2012, 147, 193-286. DOI: https://doi.org/10.1007/430_2010_31

41. Becke, A. D.; Edgecombe, K. E. J. Chem. Phys. 1990, 92, 5397- 5403. DOI: https://doi.org/10.1063/1.458517

42. Fuster, F.; Grabowski, S. J. J. Phys. Chem. A 2011, 115, 10078-10086. DOI: https://doi.org/10.1021/jp2056859

43. Alikhani, M. E.; Fuster, F.; Silvi, B. Struct. Chem. 2005, 16, 203-210. DOI: https://doi.org/10.1007/s11224-005-4451-z

44. Lu, vT.; Chen, Q. Chem. :Methods 2021, 231-239. DOI: https://doi.org/10.1002/cmtd.202100007

45. Arunan, E.; Desiraju, G. R.; Kein, R. A.; Sadlej, J.; Scheiner, S.; Alkorta, I.; Clary, D. C.; Crabtree, R. H.; Dannenberg, J. J.; Hobza, P.; Kjaergaard, H. G.; Legon, A. C.; Mennucci, B.; Nesbitt, D. J. Pure Appl. Chem. 2011, 83, 1637-1641. DOI: https://doi.org/10.1351/PAC-REC-10-01-02

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