Intramolekulare Wasserstoffbrücken in Aminosäuren.
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Zwitterion und Neutralform.

(Zwitterion) Das strukturelle Verhalten von Aminosäuren ist hier am Beispiel der gamma-Aminobuttersäure (GABA) gezeigt. Die zwitterionische Form, wie sie im Kristall vorliegt, wurde als Anfangsgeometrie in einer ab initio Geometrieoptimierung verwendet, in der die maximale Geometrieänderung absichtlich klein gehalten wurde um die Änderungen gut verfolgen zu können. Gleich zu Beginn der Optimierung verbiegt sich die trans-Orientation des N-C-C-C-Fragmentes und bringt damit die -NH_3^+-Gruppe näher an die -COO^--Gruppe. Nach 33 Geometrieschritten hat sich eine Wasserstoffbrücke -NH_2-H···O-CO- ausgebildet. Nach 15 weiteren Geometrieschritten ist das Proton zum Sauerstoffatom hinüber gewechselt; die dadurch gebildete intramolekulare Wasserstoffbrücke -NH_2···HOOC- bleibt während der restlichen Geometrieoptimierung intakt, es ändern sich nur mehr die Torsionswinkel des Molekülgerüsts zur Minimierung der Ringspannung. Nach 88 Geometrieschritten ist die relaxierte Endstruktur erreicht.

Anfangs- und Endgeometrie sind hier gezeigt; eine Animation des kompletten Überganges (100K, Abspieldauer: 30s) ist auf einer eigenen Seite verfügbar.



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Offenlegung gem. §25 MedienG: Dr. Michael Ramek, Graz.