Лаборатория 2-1. Координационная химия макроциклических соединений

Научное направление: 
Синтез, химическое строение и реакционная способность макрогетероциклических соединений и супрамолекулярных систем на их основе
Телефон: 
+7 (4932) 336990

Основные темы лаборатории: 

  •  «Макроциклические рецепторы для молекулярных измерительных устройств» 
  •  «Оптические молекулярные устройства для химических сенсоров» 
Руководитель: д.х.н., профессор Мамардашвили Н.Ж. 
 
Цель исследований состоит в разработке новых подходов к синтезу, исследованию взаимосвязи структуры и свойств каликсаренов, каликспирролов, порфиринов и краун-эфиров как основы для создания новых веществ с практически полезными свойствами.
 
Разработаны новые эффективные методы синтеза каликс[4]аренов, каликс[4]пирролов, порфиринов, каликсаренпорфиринов, каликспирролпорфиринов и краун-эфирпорфиринов; 
 
Выявлены и описаны зависимости химических и физико-химических свойств макрогетероциклических соединений от их структуры, молекулярного окружения и эффектов среды;      
 
Исследованы особенности отклика тетрапиррольных хромофоров на эффекты сольватационных, координационных и кислотно-основных взаимодействий с целью создания систем с оптимальной молекулярной структурой и свойствами (молекулярные измерительные устройства, селективные рецепторы под определенный тип субстрата, оптические устройства  для записи информации). 
 
Каликс[4]арен-биспорфирины являются разновидностью ионоактивных супрамолекулярных устройств – молекулярных переключателей. Фактором, определяющим их функционирование в качестве переключателей,  является переход супрамолекулы из одной конформации (в которой макроцикл способен образовывать устойчивые внутриполостные комплексы с молекулами субстрата) в другую (в которой макроцикл таких комплексов не образует).  Конформация, электронные и комплексообразующие свойства макрогетероцикла определяются состоянием каликс[4]ареновой платформы - находится ли она в свободном виде или в виде комплекса с ионом определенного типа. 
Рис. Схематическое изображение ион-переключаемого внутриполостного связывания макрогетероциклическим рецептором субстрата определенного типа. 
 
Сотрудничество с ведущими научными школами,  работающими в данной области: 
 
  • Университет г. Лунд (Швеция), проект «Дизайн и практическое применение перовскит-порфириновых наноматериалов. 
  • Институт фотоники и технологий Лейбница, г. Йена (Германия), проект «Порфирин-содержащие органические мембраны и функциональные устройства. 
  • Университет Луи Пастера, г. Страсбург (Франция), проект «Каликсарен-порфириновые рецепторы на катионы щелочных металлов». 
  • Католический университет г. Леувен (Бельгия), проект «Молекулярное распознавание аминокислот металлопорфиринами». 
  • Университет г. Осака (Япония), проект «Оптически активные супрамолекулярные комплексы порфиринов». 
  • Институт атомной и молекулярной физики НАН Республики Беларусь, г. Минск (Беларусь), проект «Создание новых фотохромных материалов на основе тетрапиррольных соединений и оптимизация их параметров. 

 

Техническое оснащение лаборатории:

 
Спектрофотометр Varian Cary 100 300 - измерение спектров поглощения образцов с использованием приставок для проведения кинетических измерений и  анализа результатов в заданном диапазоне длин волн (от 200 нм до 900 нм).
 
Спектрофлюориметр фирмы Shimadzu RF-5301PC Series - регистрация спектров возбуждения и испускания с возможностью последующей обработки спектров (определение положения максимумов и минимумов, определение измеряемой величины в выбранных точках, расчет площади, вычитание спектров, производные 1-4 порядка, сглаживание, арифметические операции и логарифмирование).
 
Установка для исследования реакций в газовой фазе.
 
Установка для исследования двухфазных  равновесий раствор-осадок.

 

Изобретательская и патентно-лицензионная работа:

Патент «Флуоресцентный способ измерения концентрации галогенид-ионов» // Крук Н.Н., Старухин А.С., Мамардашвили Н.Ж., Шейнин В.Б., Иванова Ю.Б. Патент № 2345352. Зарегистрировано в государственном реестре изобретений РФ 27.01.2009

Проекты, гранты:

Российский Научный Фонд, проекты №14-13-00232 и № 19-73-20079

Проекты Российского Фонда Фундаментальных Исследований, проекты №№14-03-00011, 18-43-370001 р_а, и 19-03-00078А

Федеральная целевая программа «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы (Г.К. №02.740.11.0857)

INTAS, проект YSF: 0037

Грант Правительства Франции по обмену научными знаниями и технологиями, 2002-2003 гг. 

Seventh Framework Programme of the European Community for Research, Technological Development and Demonstration Activities, проект IRSES-GA-2009-247260.

Младший научный сотрудник, Стажер-исследователь
Кандидат химических наук
Научный сотрудник
Кандидат химических наук
Научный сотрудник
Кандидат химических наук
Младший научный сотрудник
Научный сотрудник
Кандидат химических наук
Зам. директора по научной работе, Заведующий лабораторией
Доктор химических наук
профессор
Старший научный сотрудник
Кандидат химических наук
Старший научный сотрудник

1. G.M. Mamardashvili, E.Yu. Kaigorodova, O.R. Simonova, D.A. Lazovskiy, N.Z. Mamardashvili. Interaction of the Sn(IV)-tetra(4-sulfonatophenyl)porphyrin axial complexes with cetyltrimethylammonium bromide: Aggregation and location in micelles, fluorescence properties and photochemical stability // Journal of Molecular Liquids, 318 (2020) 113988 (https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.113988). IF: 5.06

2. O.A. Dmitrieva, Yu.B. Ivanova, A.S. Semeikin, N.Z. Mamardashvili. Fluorescence properties and quantum-chemical modeling of tert-butyl-substituted porphyrazines: Structural and ionization effect // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 240 (2020) 118601 (https://doi.org/10.1016/j.saa.2020.118601). IF: 3. 23

3. G.M. Mamardashvili, E.Yu. Kaigorodova, I.A. Khodov, I. Scheblykin, N.Zh. Mamardashvili, O.I. Koifman. Micelles encapsulated Cо(III)-tetra(4-sulfophenyl)porphyrin in aqueous CTAB solutions: Micelle formation, imidazole binding and redox Co(III)/Co(II) processes // Journal of Molecular Liquids, 293 (2019) 111471 (https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.111471) IF: 4.56

4. Yu.B. Ivanova, S.G. Pukhovskaya, N.Zh. Mamardashvili, O.I. Koifman , M.M. Kruk. Rate-Acidity hysteresis and  enthalpy-enttropy compensation upon metalloporphyrin formation: implication for the metal ion coordination mechanism. Journal of Molecular Liquids, 275 (2019) 491-498 (https://doi.org/10.1016/j.molliq.2018.11.107) IF: 4.56

5. G.M. Mamardashvili, O.V. Maltceva, D.A. Lazovskiy,  I.A. Khodov , V. Borovkov, N.Z. Mamardashvili, O.I. Koifman. Medium effect on fluorescent properties of Sn(IV)-tetra(4-sulfonatophenyl)porphyrin complexes in buffer solutions // Journal of Molecular Liquids. 277 (2019) 1047-1053 (https://doi.org/10.1016/j.molliq.2018.12.118) IF: 4.56

6. I.A. Khodov, O.V. Maltceva, V.V. Klochkov, O.I. Koifman, N.Z. Mamardashvili Nugzar. N-Confused porphyrins: complexation and 1H NMR studies // New Journal Chemistry, Is. 16, P. 7932-7937, 2017 (https://doi.org/10.1039/c7nj01814b),  IF: 3.27

7. D.A. Lazovskiy, G.M. Mamardashvili, I.A. Khodov, N.Z. Mamardashvili. Water soluble porphyrin-fluorescein triads: Design, DFT calculation and pH-change-triggered fluorescence response // Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 402, 1 (2020) 112832  (https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2020.112832). IF: 3.31

8. G. Mamardashvili, D. Lazovskiy, O. Maltceva, N. Mamardashvili, O. Koifman. The Sn(IV)-tetra(4-sulfonatophenyl) Porphyrin Complexes with Antioxidants: Synthesis, Structure, Properties // Inorganica Chimica Acta, 2019,  486, 468-475.  (https://doi.org/10.1016/j.ica.2018.11.003) IF: 2.26

9. O.A. Dmitrieva, N.V. Chizhova, A.I. Rusanov, M. O. Koifman, N.Z. Mamardashvili. Spectral-Fluorescence Properties of Zn(II)-Octaphenyltetraazaporphyrins // Journal of Fluorescence. 658 (2020) 30:657–664 (https://doi.org/10.1007/s10895-020-02530-1), IF: 1.85

10. G. Mamardashvili, E. Kaigorodova, O. Simonova, N. Mamardashvili. Influence of the macrocycle structure on the ability of Co(II)-porphyrins to oxidize in the presence of organic bases // Journal of Coordination Chemistry. 2018, 71(24) 4194-4209 (https://doi.org/10.1080/00958972.2018.1535112), IF: 1.70

11. Yu.B. Ivanova, N.Zh. Mamardashvili. Fluorescent properties and kinetic rate constants  of some Zn-tetraarylporphyrins formation in acetonitrile. // Journal of Fluorescence. Vol. 27, P. 303-307, 2017. (https://doi.org/10.1007/s10895-016-1958-1) IF: 1.461

12. Ivanova Y. B., Parfenov A. S., Mamardashvili N. Z. Chelation and fluorescence properties of tetraphenylporphyrin and 5,10,15,20-tetra(4-hydroxyphenyl)porphyrin in acetonitrile // Russian Journal of Physical Chemistry A. -- 2017. -- Jan. -- T. 91, № 1. -- C. 94-99. (https://doi.org/10.7868/S0044453716120153 ) IF: 0.578

13. Mamardashvili G. M., Chizhova  N. V., Kaigorodova  E. Yu., Mamardashvili  N. Zh.  Cobalt(III) Tetrabenzoporphyrin: Synthesis, Spectral and Coordination Properties.  Russian journal of inorganic chemistry, 2017,   62,   3,  301-308 (https://doi.org/10.1134/S0036023617030123) IF 0.63

14. Volkova T.V .,  Golubev V. A., Nikiforov M.Y.,  Mamardashvili G.M ., Mamardashvili N. Z., Perlovich G. L.  Effect of Polyethyleneglycols (PEG) on Solubility of Co-III 5,10,15,20-Tetra(4-carboxyphenyl) porphyrin and Methylimidazolyl Axial Complex at 298.2 K: Experiment and Modeling // Journal of the Brazilian Chemical Society, 2016, 27,  3, 631-638 (https://doi.org/10.5935/0103-5053.20150307)  IF 1.198

15. Chizhova N. V., Zvezdina S. V., Kumeev R. S., Mamardashvili N. Z. Bromination of beta-positions of tetra(4-bromphenyl)porphyrin and its complex with Zn(II) // Russian Journal of Organic Chemistry, 2015,  51,  11. 1649-1651.  (https://doi.org/10.1134/S1070428015110214) IF: 0.76

16. Chizhova N. V., Zvezdina S. V., Kataleva Y. S., Mamardashvili N. Z. Preparation and spectral properties of beta-bromo-substituted Mn(III) tetraphenylporphyrinates // Russian Journal of General Chemistry, 2015,  85, 5, 1132-1135.  (https://doi.org/10.1134/S1070363215050217)  IF: 0.481

17. S.V. Zvezdina, N.V. Chizhova, N.Z. Mamardashvili. Metal-exchange reaction of Mg-octaphenyltetraazaporphyrin with Co(II) // Journal of Porphyrins and Phthalocyanines,  2014,  18,  1-2. 169-172.( https://doi.org/10.1142/S1088424613501095) IF: 1.397

18. Y. X. Tian, V. Sheinin, O. Kulikova, N. Mamardashvili, I. G. Scheblykin. Improving photo-stability of conjugated polymer MEH-PPV embedded in solid matrices by purification of the matrix polymer // Chemical Physics Letters, 2014, 599, 142-145. (https://doi.org/10.1016/j.cplett.2014.03.030)  IF: 1.897

19. Gorski, S. Gawinkowski, A. Starukhin, L. Gladkov, N. Chizhova, N. Mamardashvili, I. Scheblykin, J. Waluk. Resonance Raman and FTIR spectra of Mg-porphyrazines // Journal of Molecular Structure, 2014, 1058. 197-204. (https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2013.10.066) IF: 1.602

20. G.M. Mamardashvili, O.M. Kulikova, O.V. Maltseva, O.I Koifman., N.Z. Mamardashvili.  One and two point binding of organic bases molecules by meso-nitro substituted Zn-octaethylporphyrins // Journal of Porphyrins and Phthalocyanines, 2014, 18,  12.  1101-1107. (https://doi.org/10.1142/S1088424614500916)   IF: 1.397

 

Тип:UV/VIS спектрофотометр УФ и видимой области
Тип:UV/VIS спектрофотометр УФ и видимой области
Тип:UV/VIS спектрофотометр УФ и видимой области