親水性および親油性媒体における水素結合の熱力学

水素結合の切断および形成の熱力学が、アルコール（メタノール、エタノール、1-プロパノール）分子の溶液で研究された。900ナノ秒以上の合計長の400以上の分子動力学シミュレーションの広範なシリーズが分析され、水素結合（HB）の切断はエイリング過程として解釈され、このために活性化自由エネルギーΔGはHBの寿命から決定できる。異なる温度でシミュレーションを行うことで、ヴァントホッフ関係からこのプロセスの活性化エンタルピーΔHと活性化エントロピーTΔSを決定することができた。平衡熱力学は、水素結合に関与する供与水素の数に基づいて別々に決定された。結果（ΔH）はラマン分光法からの実験データと比較され、純水とメタノールで良好な一致が見られた。ΔGもΔGも混合物の組成の滑らかな関数である。計算の主な結果は、ΔGが環境にほとんど依存しない（約5 kJ/mol）ことを示しており、埋没した水素結合（例：タンパク質）はタンパク質の安定性に大きく寄与しないことを示唆している。エンタルピー的にHB形成は全ての物質で下り坂プロセスであるが、アルコールにおいては298.15 Kで6-7 kJ/molのエントロピー障壁が存在し、純水では検出できない。