Quantifying the Degree of Weakening Effect of Nonpolar Organic Solvent on the Strength of Intramolecular Hydrogen Bonding by Single-molecule Force Spectroscopy

doi:10.7503/cjcu20210863

Abstract

Abstract:

The influence degree of nonpolar organic solvents on the strength of intramolecular hydrogen bonding （H-bond） have been quantitatively studied by taking three kinds of polyvinyl alcohol（PVA） with different alcoholysis degrees as the model system in this paper. The single-molecule force spectroscopy（SMFS） results show that the strengths of intramolecular H-bonds in three kinds of PVA in nonpolar organic solvents are ca.48% of those in vacuum. These findings indicate that the nonpolar organic solvent has a significant weakening effect on the intramole-cular H-bond， which can weaken its strength by ca.50%. This study suggests that the influence of liquid environments on the strengths of non-covalent interactions and the single-chain elasticities of polymers should be reconsi-dered.

Key words: Intramolecular hydrogen bonding, Single-molecule force spectroscopy, Vacuum, Nonpolar organic solvent, Poly（vinyl alcohol）

CLC Number:

O631.2

TrendMD:

ZHANG Yong, XU Jun, BAO Yu, CUI Shuxun. Quantifying the Degree of Weakening Effect of Nonpolar Organic Solvent on the Strength of Intramolecular Hydrogen Bonding by Single-molecule Force Spectroscopy[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(4): 20210863.

Figures/Tables 5

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	E_Vacuum/（kJ·mol^-1·unit^-1）	E_Nonane/（kJ·mol^-1·unit^-1）	E_Nonane/E_Vacuum（%）	Degree of weakening effect（%）
PVA?99	4.80	2.27	47.37	52.63
PVA?88	3.93	1.89	47.98	52.02
PVA?80	3.59	1.73	48.08	51.92

	E_Vacuum/（kJ·mol^-1·unit^-1）	E_Nonane/（kJ·mol^-1·unit^-1）	E_Nonane/E_Vacuum（%）	Degree of weakening effect（%）
PVA?99	4.80	2.27	47.37	52.63
PVA?88	3.93	1.89	47.98	52.02
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