Istituto di Chimica Biomolecolare - ICB - Sede Pozzuoli
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Il sigma-hole bond è un'interazione non covalente tra un atomo covalentemente legato (donatore), che porta una
regione caratterizzata da un potenziale elettrostatico positivo (sigma-hole) su orbitali non popolati sigma*, e un sito
nucleofilo (accettore). L'identificazione e lo studio di queste interazioni in soluzione è piuttosto complesso
rispetto a quanto accade allo stato solido. Infatti, in soluzione, le interazioni possono essere influenzate dalla
libertà conformazionale delle molecole, dal disordine generato dal mezzo solvente e da effetto-solvente sia sul
donatore che sull'accettore. In genere, sistemi perfluorurati e N-eterocicli cationici sono in grado di attivare
potenziali sigma-holes e generare forti donatori, identificabili attraverso tecniche spettroscopiche, in particolare
NMR. D'altra parte, donatori neutri iodurati e bromurati sono richiesti per applicazioni real-life, in particolare,
nel drug discovery e in chimica supramolecolare. In questo caso, le tecniche spettroscopiche risultano poco
sensibili per l'identificazione di interazioni deboli generate da donatori poco attivati.
Recentemente, impiegando una serie di 4,4'-bipiridine alogenate, con capacità sigma-hole-donatrice variabile,
e due polimeri a base polisaccaridica come accettori, con diversa forza come basi di Lewis, è stato messo
a punto un protocollo basato su uno screening ortogonale con tecnologia HPLC allo scopo di identificare e
studiare sigma-hole bonds deboli in ambiente chirale solvatato. La metodologia è stata sviluppata tenendo conto
che la forza di interazioni tipo sigma-hole bond dipende proprio da tre fattori, ovvero la profondità del sigma-hole
sul donatore (analiti bipiridinici), la basicità di Lewis dell'accettore (polimeri polisaccaridici) e il mezzo
solvente (fase mobile). Il protocollo proposto ha permesso di studiare l'andamento dell'interazione al variare
della polarità del mezzo solvente. Il metodo può essere esteso anche a fasi mobili contenenti acqua. A questo
proposito, è importante ricordare che per applicazioni in chimica medicinale l'acqua è il solvente esclusivo e
il comportamento di sigma-hole bonds in acqua è ancora poco compreso e richiede ulteriori studi.