Hydrophobe Effekte – Ansichten und Tatsachen

Das Bestreben relativ unpolarer Verbindungen, sich in wäßriger Lösung aneinander zu lagern, wird mit dem Begriff hydrophobe Wechselwirkungen beschrieben. Diese Wechselwirkungen sind in vielen Gebieten der Chemie, einschließlich der Chemie in vivo, von entscheidender Bedeutung. Enzym‐Substrat‐Wechselwirkungen, die Anordnung von Lipiden in biologischen Membranen, die Aggregation oberflächenaktiver Stoffe und kinetische Solvenseffekte in wasserreichen Lösungsmittelsystemen – sie alle werden in erster Linie durch hydrophobe Wechselwirkungen bestimmt. Trotz enormer Anstrengungen weiß man noch wenig über die Hydratation unpolarer Moleküle und über die nichtkovalenten Wechselwirkungen zwischen diesen Molekülen in Wasser. Wenn man sich nun die Frage stellt, was denn die treibende Kraft hinter hydrophoben Wechselwirkungen ist, so führt dies zu der Forderung, die herausragenden Eigenschaften flüssigen Wassers genau zu verstehen. Diese übersicht beschreibt einige neue Erkenntnisse auf diesem Gebiet aus den letzten zehn Jahren. Schwerpunkte sind sowohl die hydrophobe Hydratation als auch hydrophobe Wechselwirkungen, denn beide Phänomene hängen ganz eng zusammen. Es hat sich gezeigt, daß viele der bisherigen Sichtweisen zutiefst unbefriedigend sind, und man hat mutige Versuche unternommen, die treibende Kraft für hydrophobe Wechselwirkungen zwischen zwei oder vielen Molekülen zu verstehen. Hier wird eine zugegebenerweise persönliche Auswahl experimenteller und theoretischer Entwicklungen der letzten Zeit vorgestellt und, wenn nötig, durch Hinweise auf relevante frühere Studien ergänzt.