Лаборатория 1-7. Физическая химия растворов макроциклических соединений

Научное направление: 
Химия растворов, теоретические основы химико-технологических процессов в жидких средах

 

Основные темы лаборатории: 

 

 Тема: «Исследование сольватационных, координационных и фотофизических свойств олигомерных линейных и макроциклических соединений: алкилзамещенные бис(дипирролилметены) с метиленовым спейсером, металлокомплексы тетрафенилпорфина и водорастворимых фталоцианинов, глимы» 

 

 Руководитель: Вьюгин Анатолий Иванович, доктор химических наук, профессор

 

Основные проблемы, результаты, текущее состояние исследований: 

 

  • Решается фундаментальная проблема химии линейных олигопирролов: установление закономерностей «структура–свойство», «среда – свойство» на примере синтетических лигандов, содержащих хромофорные дипирриновые домены. Изучаются хромофорные, флуоресцентные, координационные, кислотно-основные, окислительно-восстановительные свойства дипирролилметенов, бис(дипирролилметенов) с варьируемыми алкильным замещением и природой спейсерных групп. Проводится поиск корреляций, полезных для развития новых направлений структурной модернизации и создания соединений с свойствами высокочувствительных хромофорных и флуоресцентных сенсеров на микроколичества ионов d-металлов, аминов, на полярность среды, флуоресцентных маркеров и лазерных красителей. (отв.исполнители д.х.н., проф. Антина Е.В.). 

 

  • Изучается проблема влияния циклической формы и размера молекул на их состояние в различных средах в сравнении с их линейными аналогами. Получен большой набор данных по энтальпиям сольватации и парциальным мольным объемам линейных и циклических олигомеров этиленоксида с различным размером молекул (глимы и краун-эфиры) в различных растворителях. Развивается подход к анализу термодинамических характеристик сольватации на основе теории масштабных частиц и аддитивно-группового метода. Показано наличие эффекта циклизации в процессе сольватации, наиболее ярко проявляющемся для малых циклов. Обнаружены аномальные особенности циклических эфиров в процессах специфических взаимодействий с различными органическими молекулами (образовании H-связей и комплексов электростатической природы) по сравнению с линейными эфирами. Изучаются закономерности этих специфических взаимодействий, моделирующих биохимические процессы селективного связывания молекул псевдоциклическими частицами (отв. исполнитель Баранников В.П.). 

 

  • Проводятся исследования порфирин-, тетраантрахинонпорфиразин-, фталоцианинсодержащих систем, а также ормосиланов. Разрабатываются методики синтеза, очистки и идентификации макрогетероциклов и ормосиланов. Основные задачи связаны с изучением фотокаталитической активности индивидуальных макроциклических соединений и иммобилизированных на природных и синтетических полимерах, наноразмерном оксиде кремния в процессах деструкции полимеров, органических красителей, а также в процессе фотоиндуцированной транс-цис-изомеризации азобензолов и стирильных производных гетероциклических N-оксидов. Для решения указанных проблем создан комплекс уникального оборудования, в том числе дифференциальный фотокалориметр титрования, позволяющий изучать фотоиндуцированные реакции при варьировании длины волны и продолжительности облучения (отв. исполнитель д.х.н. Лебедева Н.Ш.).   

 

  • Устанавливаются основные закономерности изменения сольватационных, координационных, электрокаталитических свойств растворимых в воде порфиринов, производных тетрапиридилпорфина, в зависимости от изомерии молекулы, функционального замещения, природы аниона порфирина, катиона и аниона соли. Исследуется взаимосвязь молекулярного дизайна и практически-полезных свойств линейных предшественников порфириновых молекул на основе сопряженных ди- и тетрапирролов. Разрабатываются  эффективные методики синтеза новых лигандов и их координационных соединений с p-, d- и f-элементами, в том числе BF2-комплексов дипирролилметенов (BODIPY). Разрабатываются теоретические и прикладные проблемы основ синтеза нового класса экологически чистых красителей на основе хлорофилла, его структурных и металлоаналогов (отв. исполнитель Березин М.Б.). 

 

Награды:

 

  • Государственный контракт по программе Президиума РАН:  «Направленный синтез неорганических веществ с заданными свойствами и создание функциональных материалов на их основе» Государственный контракт № 10002-251/П-09/129-134/260603-894; Руководитель Вьюгин А.И.
  • Грант «Фонда содействия отечественной науке»  в номинации «Кандидаты наук РАН» за 2004 год получила Лебедева Н.Ш.
  • Лебедева Н.Ш. в 2003г награждена почетной грамотой Министерства образования
  • Антина Е.В. в 2001г. награждена нагрудным знаком Министерства образования «За развитие студенческой научной работы» и в 1999г. награждена почетной грамотой - благодарностью РАН за многолетнюю и плодотворную работу в Академии.
  • Коллектив участвует в выполнении Программы Президиума РАН «Направленный синтез веществ с заданными свойствами и создание функциональных материалов на их основе», раздел П-8. Исследования поддержаны региональными грантами РФФИ: «Координационные свойства линейных олигопирролов как эффективных хелатных лигандов и экстрагентов» №06-03-96341 и «Влияние кислотно-основных равновесий на электростатическое “узнавание” молекул аминокислот и пептидов в реакциях с модельными рецепторами кофермента пиридоксальфосфата в водных буферных системах» № 06-03-96312. Фондом содействия отечественной науке поддержана работа кандидата наук Павлычевой Н.А.

Проекты, гранты:

 

Государственный контракт по программе Президиума РАН:  «Направленный синтез неорганических веществ с заданными свойствами и создание функциональных материалов на их основе» Государственный контракт № 10002-251/П-09/129-134/260603-894; Руководитель Вьюгин А.И 

 

Гранты РФФИ: 

 

- «Роль кислотно-основных, электростатических, сольватационных и гидрофобных эффектов в образованииоснований Шиффа как промежуточной стадии ферментативного превращения аминокислот и пептидов» № 09-03-97510-р_центр_а;

 

- «Новые иммобилизированные фотосенсибилизаторы на основе конформационно-жестких макрогетероциклов, характеризующиеся широким диапазоном фотоактивации и высокой фотокаталитической активностью» № 09-03-00296-а.

 

АВЦП «Развитие научного потенциала высшей школы (2009–2010 гг.)» (проект № 2.1.1/827), 

 

ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы (госконтракт № 02.740.11.0253). 

 

Грант «Фонда содействия отечественной науке»  в номинации «Кандидаты и доктора наук РАН» за 2008-2009 года получила Гусева Г.Б.