Научные подразделения

Научно-исследовательский отдел 1

Развитие подходов и методов физической химии в исследовании многокомпонентных супрамолекулярных, молекулярных и ион-молекулярных систем как перспективных материалов

Описание темы исследований: 

- Получение новых знаний о физико-химических процессах формирования структуры растворов для прогнозирования поведения жидкофазных и флюидных систем под влиянием факторов внешнего воздействия.

- Развитие теории растворов и модельных подходов к описанию жидкофазных систем на основе использования методов компьютерной химии и экспериментальных исследований различных свойств многокомпонентных систем в широком диапазоне параметров состояния, включая сверхкритические.

- Установление закономерностей влияния структуры соединений на их термодинамические свойства в многокомпонентных растворах, вносящих вклад в изучение механизма межмолекулярных взаимодействий.

- Выявление роли сольвофобных эффектов на физико-химические параметры жидкофазных систем в широком интервале давлений, температур. Установление структурного состояния жидкофазных и флюидных систем на основе современной методологии исследований в области структурной химии.

- Изучение влияния состава композитных протон-проводящих мембран на основе полимеров, допированных ионными жидкостями на их электрохимические и физико-химические свойства.

- Получение на основе дипиррометеновых красителей: новых люминесцентных сенсоров наноструктурированных биосовместимых систем доставки биомаркеров, фотосенсибилизаторов, моно/мультислойных компонентов OLED устройств с фотоиндуцированным переносом электронов.

- Изучение взаимодействия биополимеров с макрогетероциклическими соединениями для нужд медицины. Установление закономерностей взаимодействия макрогетероциклических и гетероароматических соединений с биополимерами, выявление зависимостей природы лигандов на прочность их связывания полимером, локализацию лигандов в полимере с целью разработки транспортных систем, сенсоров на основе макрогетероциклических соединений и фото-термочувствительных полимерных комплексов на основе полимеров и гетероароматических соединений.

- Синтез железосодержащих дендримерных комплексов на основе спин-равновесных систем.

Ключевые слова: 
Супрамолекулярные системы
Фотоактивные соединения
Полиморфизм
Сольватация
Сверхкритические флюиды
Системы доставки
Машинное обучение
Сотрудничество: 

- Лейпцигский Университет (Лейпциг, Германия);

- Коимбрский Университет (Коимбра, Португалия);

- Университет Лилля (Лилль, Франция);

- Тяньцзиньский Университет (Тяньцзинь, Китай);

- Нью-Йоркский Университет в Шанхае (Китай);

- Казанский Федеральный Университет (Казань);

- Казанский Государственный Медицинский Университет (Казань);

- Казанский физико-технический институт им. Е.К. Завойского Казанского научного центра РАН (Казань);

- Санкт-Петербургский государственный университет (Санкт-Петербург);

- Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН (Москва);

- Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН (Москва);

- Национальный исследовательский Нижегородский государственный Университет им. Н.И. Лобачевского (Нижний Новгород);

- Приволжский исследовательский медицинский Университет (Нижний Новгород);

- Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения РАН (Екатеринбург);

- Ивановский государственный химико-технологический Университет (Иваново);

- Научно-исследовательский институт наноматериалов ИвГУ (Иваново);

- Ивановский государственный Университет (ИвГУ) (Иваново).

Публикации: 

1. Barannikov V.P., Smirnov V.I., Kurbatova M.S. The thermochemical behavior of glycyl-L-histidine and β-alanyl-L-histidine peptides in (SDS + phosphate-buffered saline) micellar solution at pH = 7.4 // Journal of Molecular Liquids. – 2021. – V.331. – P. 115766. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.115766

2. Khodov I.A. et al. Exploring the Conformational Equilibrium of Mefenamic Acid Released from Silica Aerogels via NMR Analysis // International Journal of Molecular Sciences. – 2023. – V.24. – P. 6882. https://doi.org/10.3390/ijms24086882

3. Oparin R.D. et al. Polymorphism and conformations of mefenamic acid in supercritical carbon dioxide // The Journal of Supercritical Fluids, – 2019. – V.152. – P. 104547. https://doi.org/10.1016/j.supflu.2019.104547

4. Bumagina N. A. et al. Basic structural modifications for improving the practical properties of BODIPY // Coordination Chemistry Reviews. – 2022. V. 469. P. 214684. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2022.214684

5. Lebedeva N.S. et al. Theoretical and experimental study of interaction of macroheterocyclic compounds with ORF3a of SARS-CoV-2 // Scientific reports. – 2021. – V.11. – No 1. – P. 19481. https://doi.org/10.1038/s41598-021-99072-8

6. Gruzdev M. S., Chervonova U. V., Vorobeva V. E., Kolker A. M. Highly branched mesomorphic iron(III) complexes with a long alkyl fragments on periphery // Journal of Molecular Liquids. – 2020. – V. 320. – P. 114505. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.114505

7. Shmukler L.E., Fedorova I.V., Fadeeva Yu. A., Safonova L.P. The physicochemical properties and structure of alkylammonium protic ionic liquids of RnH4-nNX (n = 1 – 3) family. A mini–review // Journal of Molecular Liquids. – 2021. – V. 321. – P. 114350. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.114350

8. Ramenskaya L.M, Grishina E.P, Kudryakova N.O. Comparative study of atmospheric ionic liquids based on bis(trifluoromethylsulfonyl)imide anion and alkyl substituted cations of ammonium, pyrrolidinium and imidazolium // Journal of Molecular Liquids, – 2020. – V. 312. – P. 113368. V. 312, 113368. http://dx.doi.org/10.1016/j.molliq.2020.113368

9. Andrey V. Kustov et al. Monocationic Chlorin as a Promising Photosensitizer for Antitumor and Antimicrobial Photodynamic Therapy // Pharmaceutics – 2023. – V. 15. – P. 61. https://www.mdpi.com/1999-4923/15/1/61

10. Ksenofontov A.A et al. Accurate prediction of 11B NMR chemical shift of BODIPYs via machine learning // Physical Chemistry Chemical Physics. – 2023. – V.25. – P. 9472. https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2023/cp/d3cp00253e

Руководитель: Сафонова Любовь Петровна
Руководитель: Ксенофонтов Александр Андреевич

Научно-исследовательский отдел 2

Химия и практическое применение макроциклических соединений

Описание темы исследований: 

Цель исследований состоит в разработке новых подходов к синтезу, изучению взаимосвязи структуры и свойств макрогетероциклических соединений различной природы (порфиринов и их аналогов, каликс[n]пирролов, каликс[n]аренов и др.) как основы для создания новых веществ и материалов с заранее заданной архитектурой и практически полезными функциональными свойствами (окислительно-восстановительными, кислотно-основными, спектрально-люминесцентными, сенсорными, рецепторными, светопреобразующими, фотосенсибилизационными, антибактериальными и др.).

Ключевые слова: 
Молекулярное распознавание
Порфирины
Фотоиндуцированный перенос электрона
Фотосенсибилизатор
Сотрудничество: 

- Институт фотонных технологий Лейбница (Йена, Германия);

- Католический университет (Леувен, Бельгия);

- Институт атомной и молекулярной физики НАН (Минск, Беларусь);

- Институт физической и органической химии ЮФУ (Ростов-на-Дону, Россия);

- Туринский университет (Турин, Италия);

- Институт химической физики им. Семенова РАН (Москва, Россия);

- Приволжский исследовательский медицинский университет Министерства здравоохранения РФ (Н.Новгород, Россия).

Публикации: 

1. Koifman O.I. et al. Macroheterocyclic Compounds - a Key Building Block in New Functional Materials and Molecular Devices // Macroheterocycles. - 2020. – V.13. – P. 311-467. DOI: 10.6060/mhc200814k.

2. Likhonina A.E., Mamardashvili G.M., Khodov I.A., Mamardashvili N.Z. Synthesis and Design of Hybrid Metalloporphyrin Polymers Based on Palladium (II) and Copper (II) Cations and Axial Complexes of Pyridyl-Substituted Sn(IV)Porphyrins with Octopamine // Polymers. – 2023. – V. 15(4). – Art. 1055. DOI: 10.3390/polym15041055.

3. Bichan N.G., Tsaturyan A.A., Ovchenkova E.N., Kudryakova N.O., Gostev F.E., Shelaev I.V., Aybush A.V., Nadtochenko V.A., Lomova T. N. Donor–acceptor interac-tions of gold(III) porphy-rins with cobalt(II) phthal-ocyanine: chemical struc-ture of products, their spec-tral characterization and DFT study // Dalton Trans. – 2022. - V. 51. – Art. 9072. DOI: 10.1039/D2DT01182D.

4. Bichan N.G., Ovchenkova E.N., Ksenofontov A.A., Mozgova V.A., Gruzdev M.S., Chervonova U.V., Shelaev I.V., Lomova T.N. Meso-carbazole substituted porphyrin complexes: synthesis and spectral properties according to experiment, DFT calculations and the prediction by machine learning methods // Dyes and Pigments. – 2022. – V. 204. – Art. 110470. DOI: 10.1134/S0036023622030147.

5. Mamardashvili G.M., Kaigorodova E. Yu., Lebedev I.S., Mamardashvili N.Z. Axial complexes of Sn (IV)-tetra (4-sulfophenyl) porphyrin with azorubine in aqueous media: fluorescent probes of local viscosity and pH indicators // Journal of Molecular Liquids. – 2022. – P. 366. – Art. 120277. DOI: 10.1016/j.molliq.2022.120277.

6. Rusanov A.I., Dmitrieva O.A., Mamardashvil N.Zh., Tetko I.V. More Is Not Always Better: Local Models Provide Accurate Predictions of Spectral Properties of Porphyrins // International Journal of Molecular Sciences. – 2022. - V. 23. – Art. 1201. DOI: 10.3390/ijms23031201.

7. Lomova T.N. Recent progress in organometallic porphyrin-based molecular materials for optical sensing, light conversion, and magnetic cooling // Applied Organometallic Chemistry. – 2021. V. 35. – Art. e6254. DOI: 10.1002/aoc.6254.

8. Kiselev A.N., Zaitseva S.V., Zdanovich S.A., Shagalov E.V., Aleksandriysky V.V., Syrbu S.A., Koifman O.I. Direct Cobalt-Catalyzed Phosphorylation of Porphyrins // ChemistrySelect. – 2021. – V. 6 (43). – Art. 12188. DOI: 10.1002/slct.202102728.

9. Sheinin V.B., Kulikova O.M.  pH-controlled solubilization of photosensitizer tetraphenylporphyrin // Dyes and Pigments. – 2021. – P. 194. – Art. 109589. DOI: 10.1016/j.dyepig.2021.109589.

10. Tesakova M.V., Kuzmin S.M., Parfenyuk V.I. Electrodeposition of films of individual 5,10,15,20-tetrakis(3-aminophenyl)porphyrin metal complexes and their composite for electrocatalytic oxygen reduction // Inorganic Chemistry Communications. – 2022. - P.135. – Art.109106. DOI: 10.1016/j.inoche.2021.109106.

Научно-исследовательский отдел 3

Научные и технологические основы получения функциональных материалов и нанокомпозитов

Описание темы исследований: 

Целью научного исследования является разработка новых подходов для жидкофазного синтеза передовых функциональных материалов на основе природных и синтетических полимеров, а также композитов с наночастицами и биоактивными молекулами в качестве инновационных промышленно важных материалов.

Детально:

- Разработка новых методов получения композитов на основе полисахаридов и нанокристаллической целлюлозу с антимикробной активностью против грамотрицательных и грамположительных бактерий.

- Исследование влияния нанокристаллической целлюлозы в составе композита на минерализацию карбоната кальция с образованием различных полиморфов для моделирования процесса биоминерализации в полимерных скаффолдах, применяемых в тканевой инженерии и регенеративной медицине.

- Разработка методов модификации природных и синтетических полимеров, включая многокомпонентные составы, на основе термодинамических и структурных исследований их растворов.

- Изучение влияния природных и синтетических полимеров на физико-химические свойства биологически активных соединений.

- Разработка методов получения мезо- и микропористых наноструктурированных материалов, пористых углеродных  металлсодержащих композитов, а так же магнитных адсорбентов, фотоактивных материалов, пленок и покрытый, мембран.

- Разработка научных основ плазмохимического синтеза гибридных наноматериалов на основе полимеров с включением оксидов металлов и изучение их адсорбционных, каталитических и бактерицидных свойств.

- Разработка новых типов электрореологических гелей и эластомеров.

- Получение новых гибридных материалов на основе графена, магнитных наночастиц и молекулярных магнетиков обладающих высоким магнитокалорическим эффектом.

Ключевые слова: 
Биоразрушаемые пленки
Гидрогели диоксида кремния
Металл-органические каркасы
Плазма
Полимерный композит
Ультрафильтрационные мембраны
Системы доставки
Полимерные гели
Комплексы «хозяин-гость»
Полимеры и ПАВ фармацевтического назначения
Природные, модифицированные и полимерные циклодекстрины
Сотрудничество: 

- Ивановский государственный университет;

- Уфимский Институт химии УФИЦ РАН;

- Московский педагогический государственный университет;

- Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН (г. Москва);

- Институт машиноведения им.  А.А. Благонравова РАН (г. Москва);

- Всероссийский научно-исследовательский институт крахмала и переработки крахмалсодержащего сырья (г. Москва);

- Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН (г. Москва);

- Санкт-Петербургский государственный университет;

- Казанский (Приволжский) государственный университет;

- University of Palermo, Italy;

- South-Central Minzu University,Wuhan, China;

- Ивановский химико-технологический университет, Россия;

- Ивановский энергетический университет, Россия;

- НИИ Материнства и детства, Россия.

Публикации: 

1. Ivanov K.V., Noskov A.V., Alekseeva O.V., Agafonov A.V. Synthesis of CaCu3Ti4O12: How Heat Treatment Influences Morphology and Dielectric Properties // RUSSIAN JOURNAL OF INORGANIC CHEMISTRY. – 2021. – Vol. 66. - No. 4. – P. 490-495. DOI: 10.1134/S0036023621300021.

2. Alekseeva O.V., Shibaeva V.D., Noskov A.V. Enhancing the thermal stability of ionogels: Synthesis and properties of triple ionic liquid/halloysite/mcc ionogels / [et al.] // MOLECULES. – 2021. – Vol. 26. - No. 20. DOI: 10.3390/molecules26206198.

3. Sirotkin N.A., Khlyustova A.V., Titov V.A., Agafonov A.V. The Use of a Novel Three-Electrode Impulse Underwater Discharge for the Synthesis of W-Mo Mixed Oxide Nanocomposites // Plasma Chemistry and Plasma Processing. – 2021. – V. 42. – P. 191–209. DOI: 10.1007/s11090-021-10213-3.

4. Alekseeva O.V., Noskov A.V., Titov V.A.  Adsorption performance of the polystyrene/montmorillonite composites: Effect of plasma treatment  // THE SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT . – 2021. – Vol. 167. – P. 108505. DOI: 10.1016/j.cep.2021.108505.

5. Agafonov A.V., Grishina E.P., Kudryakova N.O.  Ionogels: Squeeze flow rheology and ionic conductivity of quasi-solidified nanostructured hybrid materials containing ionic liquids immobilized on halloysite // ARABIAN JOURNAL OF CHEMISTRY. – 2022. – Vol. 15. - No. 1. – P. 103470. DOI: 10.1016/j.arabjc.2021.103470.

6. Khlyustova A., Sirotkin N., Titov V., Agafonov A.  One-Pot Underwater Plasma Synthesis and Characterization of Fe- and Ni-Doped Boehmite // Crystal Research & Technology. – 2022. – Vol. 57. - No. 2. – P. 2100117. DOI: 10.1002/crat.202100117.

7. Алексеева О.В, Шипко М.Н., Смирнова Д.Н. и др. Модификация поверхности и физико-химических свойств алюмосиликатных нанотрубок галлуазита наночастицами магнетита // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. – 2022. – № 3. – С. 23-30. DOI: 10.31857/S1028096022030025

8. Агафонов А.В., Сироткин Н. А., Титов В.А., Хлюстова А.В. Подводная низкотемпературная плазма как инструмент синтеза неорганических наноматериалов // Журнал неорганической химии. – 2022. – Т. 67. - № 3. – С. 271-280. DOI: 10.31857/S0044457X22030023.

9. Kochkina N., Nikitina M., Agafonov M., Delyagina E., Terekhova I. iota-Carrageenan hydrogels for methotrexate delivery // Journal of Molecular Liquids. - 2022. – Vol.  368. – P. 120790. DOI:10.1016/j.molliq.2022.120790.

10. Delyagina E., Garibyan A., Agafonov M., Terekhova I. Regularities of encapsulation of tolfenamic acid and some other non-steroidal anti-inflammatory drugs in metal organic frameworks on the basis of γ-cyclodextrin // Pharmaceutics. -  2023. V. 15(1). – P. 71. DOI: 10.3390/pharmaceutics15010071

Научно-исследовательский отдел 4

Химия и технология получения волокнистых и полимерных материалов с заданными функциональными свойствами модификацией целлюлозных и синтетических волокон, полисахаридов, растительного сырья

Описание темы исследований: 

- Исследование структурных, фазовых и химических процессов в растворах и гидрогелях полисахаридов, инициируемых гидроакустическим воздействием;

- Теоретическое и экспериментальное обоснование технологических основ синтеза моно- и бикомпонентных наночастиц серебра и меди, обеспечивающих высокую биологическую активность металлполимерных композитов на основе целлюлозных и синтетических волокон;

- Изучение поверхностной и объемной модификации синтетических волокнистых материалов;

- Разработка теоретических основ получения биомодифицированных композиционных материалов на основе биополимеров лубоволокнистого и лекарственного растительного сырья.

Ключевые слова: 
Крахмал
Наночастица
Растительное сырье
Синтетические волокна
Хитозан
Целлюлозные волокна
Сотрудничество: 

Научное сотрудничество

- Ивановский государственный химико-технологический университет (ИГХТУ) (Иваново);

- Ивановская государственная медицинская академия;

- Российский государственный университет нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина (Москва);

- ФГБУН ФИЦ химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (Москва);

- Ивановский государственный политехнический университет (Иваново);

Научно-техническое сотрудничество

- ООО «ИнтехЛВ» (Иваново);

- ООО «Геопроект» (Иваново);

- ООО «Объединение «Специальный текстиль» (Шуя Ивановской обл.);

- ОАО «Завидовская фетровая фабрика» (Тверская обл.);

- Казанский национальный исследовательский технологический университет (Казань);

- ООО «Апотекс» (Иваново);

- ООО «ТД «Иваново-Брезент»» (Иваново);

- ООО «Клеточные Системы» (Москва);

- ООО "Колетекс" (Москва).

Публикации: 

1. Lipatova I.M., Yusova  A.A., Makarova L.I., Functional films based on mechanoactivated starch with prolonged release of preservative //Food Bioscience. - 2022. – V.47. – Art. 101694. DOI: 10.1016/j.fbio.2022.101694.

2. Lipatova I.M., Yusova A.A., Makarova L.I. Fabrication and characterization of starch films containing chitosan nanoparticles using in situ precipitation and mechanoactivation techniques // Journal of Food Engineering. - 2021. - V.304. - P. 1-10. DOI: 10.1016/j.jfoodeng.2021.110593.

3. Prorokova N.P., Kumeeva T.Yu., Kholodkov I.V. Wear-Resistant Hydrophobic Coatings from Low Molecular Weight Polytetrafluoroethylene Formed on a Polyester Fabric // Coatings. – 2022. – V.12. – Art. 1334. DOI: 10.3390/coatings12091334.

4. Prorokova N. Special Issue “Coatings Imparting Multifunctional Properties to Materials” // Coatings. – 2021. – V. 11(11). – Art. 1362. DOI: 10.3390/coatings1111 1362.

5. Koksharov S.A., Bikbulatova A.A., Kornilova N.L., Aleeva S.V., Lepilova O.V., Nikiforova E.N. Justification of an approach to cellulase application in enzymatic softening of linen fabrics and clothing // Textile Research journal. - 2022. - V. 92. - P. 4208-4229. DOI: 10.1177/00405175221101018.

6. Kornilova N., Bikbulatova A., Koksharov S., Aleeva S., Radchenko O., Nikiforova E. Multifunctional polymer coatings of fusible interlinings for sewing products // Coatings. – 2021. – V. 11. - N. 6. – P. 1–22. DOI: 10.3390/coatings11060616.

7. Koksharov S.A., Aleeva S.V, Lepilova O.V. Description of adsorption interactions of lead ions with functional groups of pectin-containing substances // Journal of Molecular Liquids. – 2019. – V. 283. – P. 606-616. DOI: 10.1016/j.molliq.2019.03.109.

8. Dymnikova N.S., Erokhina E.V., Moryganov A.P. Silver Nanoparticles: Dependence of the Antimicrobial Activity on the Synthesis Conditions // Russian Journal of General Chemistry. - 2021. - V. 91. - N. 3. - P. 564-570. DOI: 10.1134/S1070363221030270.

9. Дымникова Н.С., Ерохина Е.В., Морыганов А.П., Кузнецов О.Ю., Королев С.В. Ресурсосберегающие технологии получения текстильных материалов и изделий с пролонгированными антимикробными свойствами // Известия ВУЗов Технология текстильной промышленности. - 2020. - №6. - С. 122-127. ELIBRARY ID: 44824002.

10. Морыганов А.П., Дымникова Н.С., Киселев М.Г., Кокшаров С.А., Данилов А.Р., Трещалин Ю.М. Технико-экономическое обоснование создания центра глубокой переработки лубяных волокон и сопутствующих компонентов растительного сырья для производства широкого спектра высокорентабельной инновационной продукции // Известия ВУЗов Технология текстильной промышленности. - 2022. - №1. - С. 69-73. DOI: 10.47367/0021-3497.

11. Морыганов А.П., Дымникова Н.С., Коломейцева Э.А. Инновационные импортозамещающие препараты для придания огне-, био- и термостойкости текстильным и полимерным материалам // Сборник трудов III Международной научно-технической конференции «Новые материалы и технологии глубокой переработки сырья – основа инновационного развития экономики России». М., ВИАМ - июнь 2022. - с.662-672.

12. Арктическое материаловедение: состояние и развитие / Под ред. В.М. Бузника, Е.Н. Каблова, С.М. Алдошина. – М.: Издательский центр РГУ нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина, 2021. - 414 с. (раздел 8.21. Материалы для арктической одежды - Пророкова Н.П. С.338-346). ISBN: 978-5-91961-414-2.

Научно-исследовательский отдел 5

Разработка новых фармацевтических форм лекарственных соединений и материалов биомедицинского назначения

Описание темы исследований: 

Переход к персонализированной медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям здоровьесбережения, в том числе за счет рационального применения лекарственных препаратов, не возможен без разработки медицинских материалов и препаратов нового поколения. В последнее время огромное внимание, как в литературе, так и в фармацевтической индустрии уделяется разработке биодоступных препаратов. Анализ литературы показывает, что около 40% веществ, представленных на рынке, и 80% соединений, находящихся на стадиях разработки в фармацевтических компаниях, имеют плохую растворимость в водных средах. Это существенно снижает терапевтическую эффективность лекарственных препаратов и способствует появлению побочных эффектов. Корректировка характеристик растворимости и проницаемости может осуществляться с использованием принципиально новых подходов, основанных на целенаправленной настройке физико-химических свойств многокомпонентных молекулярных кристаллов (сокристаллов). Экономический эффект от внедрения таких фармацевтических систем сопоставим с выводом на рынок нового препарата. Кроме этого, разрабатываемые инновационные технологии позволяют продлевать жизнь на рынке дженериковых соединений, которые приобретают улучшенные свойства и новый торговый бренд. В отделе проводятся исследования, связанные с изучением свойств индивидуальных активных фармацевтических ингредиентов (лекарственных соединений / соединений «лидеров») в биологических средах и кристаллах. Кроме этого, осуществляется дизайн фармацевтических систем для целевой доставки лекарственных молекул до мест их функционирования.

Ключевые слова: 
Биополимеры
Лекарственные соединения
Мембранная проницаемость
Плюроники
Полиморфизм
Распределение
Растворимость
Системы доставки
Сокристаллы
Сублимация
Циклодекстрины
Сотрудничество: 

- Юго-Западный Университет “Неофит Рилски” (Благоевград, Болгария);

- Индийский Институт Химической Технологии (IICT) (Хайдарабад, Индия);

- Университет Сунь Ят-Сена (Гуаньджоу, Китай);

- Таньцзиньский Технологический Унверситет (Китай);

- Пекинский Технологический Институт (Китай);

- Шанхайский Институт Медицинских Материалов Китайской Академии Наук (Шанхай, Китай);

- Кейптаунский Университет, Химический факультет, Центр Супрамолекулярной химии (Кеуптаун, ЮАР);

- Институт Фармацевтики Университета Тромсё (Норвегия);

- Институт химических наук Университета Болоньи (Италия)

- Биомедицинский исследовательский центр (Борстель, Германия);

- Федеральный институт исследования и тестирования материалов (Берлин, Германия);

- Институт фармацевтики Университета (Хельсинки, Финляндия);

- Pharmaceutical and Analytical R&D, AstraZeneca R&D (Мёльндаль, Швеция);

- Институт фармацевтики Университета (Глазго, Шотландия);

- Институт физики и химии Южного университета Дании (Оденсе, Дания);

- Институт физиологически активных веществ РАН (Черноголовка);

- Институт проблем химической физики РАН (Черноголовка);

- Институт общей и неорганической химии РАН (Москва).

Публикации: 

1. Perlovich G.L. Thermodynamic characteristics of cocrystal formation and melting points for rational design of pharmaceutical two-component systems // CrystEngComm. – 2015. – V. 17. – P. 7019 – 7028. DOI: 10.1039/c5ce00992h

2. Perlovich G.L. Prediction of solubility of two-component molecular crystals // CrystEngComm. - 2022. – V. 24. – Art. 2217 DOI: 10.1039/d2ce00105e

3. Surov A.O., Voronin A.P., Drozd K.V., Gruzdev M.S., Perlovich G.L., Prashanth J., Balasubramanian S. Polymorphic forms of antiandrogenic drug nilutamide: structural and thermodynamic aspects // Phys. Chem. Chem. Phys. -  2021. – V. 23(16). – P. 9695-9708. DOI: 10.1039/d1cp00793a.

4. Surov A.O., Churakov A.V., Perlovich G.L. Three Polymorphic Forms of Ciprofloxacin Maleate: Formation Pathways, Crystal Structures, Calculations and Thermodynamic Stability Aspects // Cryst. Growth Des. – 2016. – V. 16(11). – P. 6556-6567. DOI: 10.1021/acs.cgd.6b01277

5. Volkova T.V., Simonova O.R., Perlovich G.L. Another move towards bicalutamide dissolution and permeability improvement with acetylated beta-cyclodextrin solid dispersion // Pharmaceutics. – 2022. - V. 14(7). – Art. 1472. DOI: 10.3390/pharmaceutics14071472

6. Volkova T.V., Simonova O.R., Perlovich G.L. Permeability of diverse drugs through a lipid barrier: impact of pH and cyclodextrin // Journal of Molecular Liquids. – 2022. – V. 357(9). – Art. 115931. DOI: 10.1016/j.molliq.2022.11913

7. Blokhina S.V., Sharapova A.V., Ol’khovich M.V., Volkova T.V., Perlovich G.L., Solubility, lipophilicity and membrane permeability of some fluoroquinolone antimicrobials // Eur. J. Pharm. Sci. – 2016. – V. 105. – P. 29-37. DOI: 10.1016/j.ejps.2016.07.01

8. Blokhina S.V., Ol'khovich M.V., Sharapova A.V., Levshin I.B., Perlovich G.L. Thermodynamic insights to solubility and lipophilicity of new bioactive hybrids triazole with thiazolopyrimidines // J. Mol. Liq. – 2021. – Art. 114662. DOI: 10.1016/j.molliq.2020.114662.

9. Drozd, K.V., Manin A.N., Voronin A.P., Boycov D.E., Churakov A.V., Perlovich G.L. A combined experimental and theoretical study of miconazole salts and cocrystals: crystal structures, DFT computations, formation thermodynamics and solubility improvement // Phys. Chem. Chem. Phys. -  2021. - V. 23(21). – P.12456-12470. DOI: 10.1039/D1CP00956G

10. Drozd K.V., Manin A.N., Churakov A.V., Perlovich G.L. Novel Drug-Drug Cocrystal of Carbamazepine with para-Aminosalicylic Acid: Screening, Crystal Structure and Comparative Study of Carbamazepine Cocrystals Formation Thermodynamics // CrystEngComm. -  2017. - V. 19. – P. 4273-4286. DOI: 10.1039/C7CE00831G

Научно-исследовательский отдел 6

Мультимасштабное моделирование молекулярных жидкостей и растворов

Описание темы исследований: 

Сегодня компьютерное моделирование (молекулярная динамика, Монте-Карло квантовая химия), теоретические методы (теория самосогласованного поля, теоретико-полевые подходы, теория классического функционала плотности и теория интегральных уравнений), а также методы глубокого машинного обучения стали мощными инструментами для изучения молекулярных жидкостей и растворов наряду с экспериментальными методами. Эти методы обычно применяются для описания термодинамических, механических, реологических и транспортных свойств молекулярных систем в объеме и в условиях ограниченной геометрии, а также для предсказания новых материалов на основании обработки больших физико-химических данных с помощью нейронных сетей.

Научная деятельность отдела направлена на применение и разработку современных методов компьютерного моделирования молекулярных жидкостей и растворов в объеме и на границах раздела фаз, основанных на достижениях современной теоретической физики и прикладной математики, прежде всего, методов статистической физики молекулярных жидкостей и растворов (теория классического функционала плотности, теория самосогласованного поля, теория интегральных уравнений), молекулярной динамики, квантовой теории и глубокого машинного обучения.

Ключевые слова: 
Интегральные уравнения
Методы глубокого машинного обучения
Методы классической молекулярной динамики и квантовой химии
Статистическая физика
Теория классического функционала плотности
Теория самосогласованного поля
Сотрудничество: 

- Университет (Регенсбург, Германия);

- Институт неклассической химии (Лейпциг, Германия);

- Федеральный университет Рио-де-Жанейро (Бразилия);

- ФГБУН Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН;

- Институт теоретической физики им. Л.Д. Ландау РАН (Черноголовка);

- Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики».

Публикации: 

1. Budkov Y., Kolesnikov A., Goodwin Z., Kiselev M., Kornyshev A. Theory of electrosorption of water from ionic liquids // Electrochimica Acta. - 2018. - V. 284. - P. 346-354. DOI: 10.1016/j.electacta.2018.07.139.

2. Budkov Y., Kalikin N. Macroscopic forces in inhomogeneous polyelectrolyte solutions // Physical Review E - Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics. - 2023. - V. 107. – Art. 024503. DOI: 10.1103/PhysRevE.107.024503.

3. Gurina D.L., Odintsova E.G., Kolesnikov A., Budkov Y.A., Kiselev M.G. Disjoining pressure of room temperature ionic liquid in charged slit carbon nanopore: Molecular dynamics study // Journal of Molecular Liquids . - 2022. - V. 366. - Art. 120307. DOI: 10.1016/j.molliq.2022.120307.

4. Makarov D.M., Fadeeva Y.A., Shmukler L.E., Tetko I.V. Machine learning models for phase transition and decomposition temperature of ionic liquids // Journal of Molecular Liquids. - 2022. - V. 366. – Art. 120247. DOI: 10.1016/j.molliq.2022.120247.

5. Budkov Y.A, Kolesnikov A.L. Electric double layer theory for room temperature ionic liquids on charged electrodes: Milestones and prospects // Current Opinion in Electrochemistry. - 2022. - V. 33. - Art. 100931. DOI: 10.1016/j.coelec.2021.100931.

6. Odintsova E.G., Petrenko V.E., Kolker A.M., Borovkov N.Y. Molecular origin of structural defects in the zinc phthalocyanine film // Physical Chemistry Chemical Physics. - 2022. - V. 24. - P. 19956-19964. DOI: 10.1039/D2CP01221A.

7. Budkov Y.A., Kalikin N.N., Kolesnikov A.L. Electrochemistry meets polymer physics: polymerized ionic liquids on an electrified electrode // Physical Chemistry Chemical Physics. - 2022. - V. 24. - P.1355-1366. DOI: 10.1039/D1CP04221A.

8. Antipova M.L., Petrenko V.E., Odintsova E.G., Bogdan T.V. Study of solvation of substituted propylbenzene in ethanol-water solutions under subcritical conditions by molecular dynamics // The Journal of Supercritical Fluids. - 2020. - V. 155. - P. 104649(1-7). DOI: 10.1016/j.supflu.2019.104649

9. Kruchinin S.E., Kislinskaya E.E., Chuev G.N., Fedotova M.V. Protein 3D-hydration: A case of bovine pancreatic trypsin inhibitor // The International Journal of Molecular Sciences. - 2022. - Vol. 23(23). - Art. 14785. DOI: 10.3390/ijms232314785.

10. Valiev M., Chuev G.N., Fedotova M.V., CDFTPY: A python package for performing classical density functional theory calculations for molecular liquids // Computer Physics Communications. – 2022. - V. 276. - Art. 108338. DOI: 10.1016/j.cpc.2022.108338.