LIÊN KẾT HIĐRO, THUYẾT AXIT-BAZƠ LEWIS VÀ HỆ CHẤT NGHIÊN CỨU
2.1.1.Tầm quan trọng của liên kết hiđro
Trong những năm gần đây, việc nghiên cứu những tương tác giữa hai phân tử (còn gọi là tương tác không cộng hóa trị) đóng vai trò rất quan trọng và cấp thiết vì tầm quan trọng của nó trong các lĩnh vực như hóa học, sinh học, hóa sinh và cả vật lý…Nó giúp cho các nhà khoa học hiểu rõ hơn về cấu trúc các hợp chất hữu cơ, vô cơ, tổng hợp siêu phân tử, quá trình kết tinh, sự chọn lọc trong các phản ứng, tương tác trong các phân tử thuốc [36], [42]… Dựa vào những lực tương tác này, không chỉ thiết kế về mặt hóa học mà còn thực hiện được về mặt thí nghiệm những phân tử có những hoạt tính mới, những vật liệu kích cỡ nano. Các loại tương tác không cộng hóa trị gồm: tương tác ion-ion, ion-lưỡng cực, lưỡng cực-lưỡng cực hay còn gọi là tương tác Keesom (Willem Hendrik Keesom đưa ra 1921); tương tác van der Waals; tương tác vỏ đóng (closed-shell interaction); tương tác cation-π, anion-π, “chụm” π-π, liên kết hiđro và đihiđro.
Liên kết hiđro có ảnh hưởng mạnh nhất trong số những lực hút giữ những phân tử với nhau bởi vì sự định hướng trước và năng lượng liên kết tương đối thấp của nó. Liên kết hiđro được tìm thấy trong pha rắn, pha lỏng, pha khí và thường điều khiển những trạng thái tập hợp của hợp chất hóa học. Vì thế, liên kết này cực kỳ quan trọng trong tổng hợp siêu phân tử không cộng hóa trị và thiết kế tinh thể [42]. Nó xác định gói tinh thể của những phân tử hữu cơ và cơ kim, điều chỉnh độ hoạt động của những nhóm trong phân tử và làm bền trạng thái cấu dạng của phân tử. Vai trò của liên kết hiđro còn được thừa nhận trong việc làm bền hóa những phân tử vĩ mô sinh học phức tạp, gia tăng độ bền của chất nền với những phân tử
sinh học khác và đóng vai trò quan trọng trong những phản ứng chuyển proton (như là tương tác định hướng).
Liên kết hiđro còn được tìm thấy trong quá trình hidrat hóa và sonvat hóa của các phân tử. Tương tác hiđro khá quan trọng đối với cấu trúc và chức năng của phân tử sinh học. Ngành sinh học cấu trúc được mở ra nhờ vào việc phát hiện liên kết hiđro trong những cấu trúc xoắn ốc α, bảng β của protein (Pauling), trong những cặp ADN (Watson và Crick), xoắn 3 của Collagen (Ramachandran, Kartha, Rich và Crick).