Hydrogen-bonded networks in crystals built from bis(biguanides) and their salts

Author： Lebel Olivier Maris Thierry Wuest James D

ISSN： 1480-3291

Source： Canadian Journal of Chemistry, Vol.84, Iss.10, 2006-10, pp. : 1426-1433

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Abstract

Biguanide groups and biguanidinium cations incorporate multiple sites that can donate or accept hydrogen bonds. To assess their ability to associate and to direct the formation of extended hydrogen-bonded networks, we examined the structure of crystals of four compounds in which two neutral biguanide groups or the corresponding cations are attached to the 1,4- and 1,3-positions of phenylene spacers. As expected, all four structures incorporate extensive networks of hydrogen bonds and reveal other reliable features. In particular, (1) neutral biguanide groups favor a roughly planar conformation with an intramolecular hydrogen bond, and they associate as hydrogen-bonded pairs, (2) despite coulombic repulsion, biguanidinium cations can also associate as hydrogen-bonded pairs, and (3) the 1,3-phenylenebis(biguanidinium) dication favors a pincerlike conformation that allows chelation of suitable counterions. However, the precise patterns of hydrogen bonding in the structures vary substantially, limiting the usefulness of biguanide and biguanidinium as groups for directing supramolecular assembly.Key words: bis(biguanide), bis(biguanidinium), structure, hydrogen-bonded network, noncovalent interaction, supramolecular chemistry, crystal engineering.Des groupes biguanide et des cations biguanidinium incorporent de multiples sites qui peuvent donner ou accepter des liaisons hydrogène. Dans le but d'évaluer la capacité d'associer et de diriger la formation de réseaux étendus de liaisons hydrogène, on a étudié la structure cristalline de quatre composés dans lesquels deux groupes biguanide neutres, ou les cations correspondants, sont attachés aux positions 1,4- et 1,3- de groupes phénylènes. Comme prévu, les quatre structures permettent d'incorporer des réseaux de liaisons hydrogène et mettent en évidence d'autres caractéristiques fiables. En particulier, 1) les groupes biguanide neutres favorisent une conformation pratiquement plane avec une liaison hydrogène intramoléculaire et s'associent sous la forme de paires réunies par des liaisons hydrogène, 2) malgré une répulsion coulombique, les cations biguanidinium peuvent aussi former des paires associées par des liaisons hydrogène et 3) le dication phénylène-1,3-bis(biguanidinium) favorise une conformation en forme de pince qui permet d'effectuer une chélation avec des contre-ions appropriés. Toutefois, les régimes précis des liaisons hydrogène varient d'une façon substantielle, ce qui limite l'utilité des groupes biguanide et biguanidinium comme unités pouvant orienter un assemblage supramoléculaire.Mots clés : bis(biguanide), bis(biguanidinium), structure, réseau à liaisons hydrogène, interaction non covalente, chimie supramoléculaire, génie cristallin.[Traduit par la Rédaction]