Сверхдиполи (super-dipoles), существование которых в хлороформе открыто химиками из Великобритании, могут объяснить способность этого соединения растворять большое количество веществ, образуя довольно концентрированные растворы.

Хлороформ представляет собой один из наиболее часто применяющихся на практике органических растворителей. Однако поскольку в последнее время хлороформу приписываются канцерогенные свойства, да и при длительном хранении он окисляется с образованием фосгена, желательным направлением исследований является замена хлороформа на менее опасный для человека и окружающей среды растворитель.

Тем не менее, чтобы подобрать такую замену необходимо выяснить, чем обусловлены уникальные растворяющие свойства хлороформа, предопределившие его применение в экстракции природных соединений из растительного материала, использование при регистрации спектров ЯМР (дейтерированная версия хлороформа) и просто для проведения большого количества химических синтезов.

В новом исследовании Кристоф Зальцманн (Christoph Salzmann) из Университетского колледжа Лондона использовал метод нейтронной дифракции для установления структуры популярного органического растворителя на микроуровне.

Как заявляет Зальцманн,

несколько лет назад его коллега-органик сказал, что есть что-то магическое в применении хлороформа в качестве растворителя, и Зальцманн с коллегами решили выяснить, где же прячется эта магия.

Принимавший участие в исследовании коллега Зальцманна, Джейкоб Шепард (Jacob Shephard), поясняет, что, как и в воде, межмолекулярные взаимодействия в хлороформе отличаются значительной направленностью, обеспечивающей формирование упорядоченной структуры, распространяющейся на несколько (или даже несколько десятков) нанометров.

Исследователи обнаружили, что значительная доля молекул хлороформа агрегирована в полярные «стопки», и такой супрамолекулярный диполь приобретает дипольный момент, больший, чем дипольный момент отдельных молекул хлороформа.

Специалист по конденсированному состоянию веществ из Университета Рима Карла Андреани (Carla Andreani), не принимавшая участия в исследовании, отмечает, что такой способ агрегации и образование супердиполей приводит к значительной поляризации электронной оболочки молекул растворенного вещества, располагающихся вблизи от полярного ассоциата, благодаря чему обеспечивается значительный энтальпийный вклад в процессы растворения и экстракции.

Максим Федоров (Maxim Fedorov), специалист по моделированию взаимодействий «растворенное вещество/растворитель» из Университета Стратклайда, отмечает, что результаты работы Зальцманна очень важны для понимания особенностей жидкого состояния вещества.

Он добавляет, что

информация о супердиполях является дополнительным аргументом в пользу того, что нельзя говорить о жидкостях, как о неупорядоченных системах – такой подход является необоснованным упрощением даже для такой небольшой по размеру молекулы как CHCl₃