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2025 article

Ultrafast Two-Dimensional Infrared Spectroscopy and Molecular Dynamics Simulations Reveal Slow Water Dynamics in Sulfobutylether-β-Cyclodextrin

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Rattachement africain : in, ru, us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Despite the central role of cyclodextrins in supramolecular chemistry and biomedical formulations, their internal hydration dynamics have remained inaccessible to ultrafast vibrational spectroscopy due to the absence of a suitable vibrational reporter. Here, we present the first application of two-dimensional infrared (2DIR) spectroscopy to probe water dynamics inside a cyclodextrin cavity under thermal equilibrium. By employing azidoadamantane (AdN 3 )─an intelligently designed vibrational reporter that combines strong binding affinity for a cyclodextrin cavity with a spectrally isolated azide stretch─we investigate the host–guest complex of AdN 3 and sulfobutylether-β-cyclodextrin (SBE-β-CD). The 2DIR spectra reveal minimal spectral diffusion, strong vibrational frequency correlation, and extended water residence times, indicative of a rigid, nanoconfined hydration environment. Frequency–frequency correlation function (FFCF) analysis and complementary molecular dynamics simulations show that restricted translational mobility governs these slow dynamics. This combined experimental-computational approach underscores the unique hydration dynamics within cyclodextrin cavities and highlights the potential of 2DIR spectroscopy for probing ultrafast hydration in nanoscale cavities and provides critical mechanistic insights with broad implications for drug delivery, molecular recognition, and confined water systems. Unlike previous reports attributing interfacial water slowdown to polar or ionic binding, we identify steric confinement by a host cavity as a distinct cause of retarded water dynamics.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Ultrafast Two-Dimensional Infrared Spectroscopy and Molecular Dynamics Simulations Reveal Slow Water Dynamics in Sulfobutylether-β-Cyclodextrin
Date Crossref
15/07/2025
Éditeur
American Chemical Society (ACS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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