分子间相互作用——偶极作用dipolar-dopolar interaction
分子间相互作用——偶极作用dipolar-dopolar interaction
First release：2019-07-09 Last update: 2019-07-09
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提到分子间相互作用，大家最先想到的肯定是氢键，其次有疏水作用，π-π堆积，范德华相互作用等等，另外可能还有Cation-π，卤键等，今天向大家介绍的是一种我们常提起，但又不是很清楚的相互作用——偶极作用。
相信了解过药物的朋友都会发现，在很多药物分子结构中（约占30%），都有一些氟原子，这些F原子到底有什么作用呢，为什么加F和不加F的化合物在体内的效果会差一个数量级，主要原因是F原子除了可以形成氢键之外，还可以形成偶极作用。
F是电负性最大的原子，能够吸引电负性较小原子的电子，F原子带局部负电荷，而电负性小的原子则带局部正电荷。实验发现，F与蛋白骨架C=O上的C可以形成特定的距离和角度的关系，另外，在结晶数据库中进行检索和数据挖掘发现，F和C=O的C的距离往往在（3.0-3.7Å）之间，并且F和C=O之间形成差近似90度的夹角。以上证据都表明，F和C之间有某种特殊的作用力——偶极作用。
回到F与C=O的相互作用，由于C和F的电负性差异，导致F带局部负电荷，C=O中的C带局部正电荷，dipolar-dipolar interaction本质就是带负电荷的F与带正电荷的C之间的相互作用。
最初，有人认为这种偶极相互作用是很弱的，甚至可以忽略，通过一段时间的研究后发现，偶极相互作用是很关键的，有时甚至是决定性的，它们之间相互作用的强度类似于一个中等强度的氢键。
比如在四氧嘧啶的晶体结构中，分子间不是形成氢键作用而堆积，而是形成偶极作用。羰基氧原子与C=O中的C形成的偶极作用距离在2.8埃，而与N-H中的N形成的偶极作用距离为3.3埃。
四氧嘧啶的晶体结构
因此，既然偶极作用在分子间相互作用中的地位这么重要，在药物设计过程中需要尽量考虑进去。
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