In this work, pivalic acid (pivH) molecule is employed for an electrochemical sensing of copper cations in an aqueous medium. For sensitive as well as selective potential sensor application, pivH was fabricated onto a glassy carbon electrode (GCE) facilitated by adhesive conducting binder, nafion, so as make it selective and effective electrochemical probe (pivH/Nafion/GCE) towards specific heavy metal cations. This newly fabricated pivH/Nafion/GCE reveals enhance electrochemical activity toward copper ions in the presence of other interfering heavy metal cations in phosphate buffer solution (PBS) of pH=7. The calibration plot was linear (r2 = 0.9879) across broad linear dynamic range (LDR) spanning Cu2+ concentration from 0.1 nM to 0.01 M. The sensitivity and detection limit was found to be 0.0212 × 10−2 µAµM−1cm−2 and 0.014 nM, respectively. So, this newly fabricated GCE as selective electrochemical probe offers a sensitive as well as selective detection of Cu2+ cations in real environmental samples using a novel electrochemical, current–potential (I-V), approach, for the first time. Further, we explored pivalic acid for the preparation of new di-nuclear copper complex, [Cu2(piv)4(pivH)2] (where piv = pivalate; pivH=pivalic acid) and characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) spectroscopy, elemental analysis and single crystal X-ray diffractometry. Density functional theory (DFT) calculations were carried out to confirm the interactions and these calculations well-support to experimental data. In case of deprotonated form of pivH, Molecular Electrostatic Potential (MEP) analysis exhibits electrostatic potential equals to −148.4 kcal/mol which suggest about the strong interaction of –COOH with copper centers. Similarly, interaction energies, the quantum theory of atoms in molecules (QTAIM) study and Natural Bond Orbital (NBO) analysis also favor to experimental work. Thus, this novel study demonstrates an excellent approach for highly selective and sensitive detection of Cu2+ cations in short response time with low detection limit and good reproducibility by using I-V method based on newly designed pivH/Nafion/GCE as selective Cu2+ cationic electrochemical sensor. The experimental data was compactable with theoretical calculations.

The crystal arrangement of molecules is necessary to determine what kind of supramolecular structures (2- or 3-dimensional framework) are formed as a result of intermolecular interactions, furthermore, it depends on the physicochemical properties of the crystal, for example, melting temperature, solubility, stability, activity and etc.. However, such qualitative analysis can be replaced by quantitative analyzes based on quantum-chemical approaches. One of them is based on the calculation of a surface with the same electron charge density, called the Hirshfeld surface. In our case, the main contribution of intermolecular interactions of mixed-ligand metal complex [Cu(PHBA)2(MEA)2] by Hirshfeld surface analysis and quantum chemical DFT calculations has shown that that they correspond to strong H‧‧‧O/O‧‧‧H bonds. Using DFT calculations, it was calculated that an odd electron MO (doublet state) arises when a complex is formed due to an odd d (d9) orbital in the Cu2+ ion of the compound [Cu(PHBA)2(MEA)2]. By the molecular docking studies the investigated complex compound [Cu(PHBA)2](MEA)2] recorded stronger binding energies than auxins taken as a control. The compound [Cu(PHBA)2](MEA)2], which showed the strongest performance, had a result 6% higher than the highest performing natural auxin. Quant-chemical calculation results are tested by agrochemical investigations on the mungbean plant

A one-dimensional (1D) copper(II) polymeric chain, [Cu(1,10-phen)(ClO4)(H2O)2]n (1), was synthesized by reacting Cu(ClO4)2·6H2O with 1,10-phenanthroline in the presence of triethylamine in methanol. X-ray crystallography revealed that 1,10-phenanthroline functions as a...