分子辨識與結合作用力
陽離子–π 交互作用
正電荷被負電荷吸引很容易想像。不那麼顯而易見的是,正電荷也會被苯這類芳環的平面側面所吸引。原因在於環的 π 電子雲分布在其平面上下,使每個側面帶有部分負電性,而這正是陽離子所青睞的。這就是陽離子–π 交互作用。
它強得出人意料——在某些情況下可與鹽橋相當甚至更強——而且高度具方向性,偏好陽離子正坐在環面中心的正上方。常見的角色是配體上的帶正電基團(銨基、胍基或類金屬中心)與色胺酸、酪胺酸或苯丙胺酸這類芳香側鏈相遇,或者反過來的排布。
陽離子–π 交互作用在許多生物系統的辨識中處於核心地位——例如結合乙醯膽鹼的神經傳導物受體,就用一個芳香「盒子」來托住其帶正電的三甲基銨頭部。在藥物設計中,它提供了一條利用電荷而不形成完整離子接觸就能獲得活性與選擇性的途徑,不過與其他帶電交互作用一樣,其強度會因水中競爭性溶劑化而減弱。
另見