Химики РУДН построили точную модель химических связей в диазеновых красителях
Исследователи РУДН проанализировали структуру азокрасителя – вещества, фотохромную основу которого составляют атомы азота, – и выяснили расположение и характеристики его меж- и внутримолекулярных связей. Отличительная особенность этого типа азокрасителей – наличие внутри их молекул связей, похожих по строению и свойствам на межмолекулярные. Эти виды связей, несмотря на свою низкую энергию, сильно влияют на пространственную структуру больших молекул, таких как ДНК.
Химики проанализировали связи между двумя атомами азота и атомом хлора внутри молекулы красителя. Они показали, что связь азот-хлор подвижна, и ее положение зависит от структуры соединенных с атомами азота заместителей (части молекулы, присоединенные к ее ядру). Также ученые выяснили, что водородные связи вместе с межорбитальными взаимодействиями жестко фиксируют положение молекул красителя в кристаллической решетке.
На первом этапе исследования химики получили 6 образцов красителей с разной структурой. В качестве исходного вещества для синтеза они использовали нитробензальдегид. На каждый из шести образцов нитробензальдегида действовали разными реагентами, получая при этом отличающиеся красители. На втором этапе ученые анализировали структуру меж- и внутримолекулярных связей. Для этого химики использовали методы физико-химического анализа: ЯМР-спектрометрию, масс-спектрометрию, УФ-спектрофотометрию и РСА. С помощью первых двух методов ученые определили характеристики водородных связей между молекулами различных соединений класса азокрасителей. Применив УФ-спектрофотометрию, химики РУДН изучили изменения структуры этих соединений в различных растворителях и выяснили, что она может меняться в зависимости от полярности среды.
«Мы показали ведущую роль меж- и внутримолекулярных нековалентных взаимодействий при разработке новых азокрасителей. Полученные результаты могут быть полезны для создания перспективных красителей, катализаторов и функциональных материалов с необходимыми физико-химическими свойствами», – говорит один из авторов работы, кандидат химических наук, доцент кафедры органической химии РУДН Федор Зубков.
Используя результаты этого исследования, ученые смогут создавать соединения с заданными свойствами. Например, регулируя положение и структуру заместителей, можно менять цвет красителя и характер его взаимодействия с основой и растворителями. Исследование меж- и внутримолекулярных связей в красителях важно для создания лекарств и способов их адресной доставки, а также в контроле супрамолекулярных сборок и ускорении химических реакций.
Статья ученых опубликована в журнале Dyes and Pigments
В честь Дня российской науки рассказываем о ведущих и молодых учёных РУДН, а также о перспективных студентах, которые делают первые успехи в исследованиях. Каждому герою мы дали поделиться в цитатах результатами своих работ и значением науки в жизни. Ведущие и молодые ученые в этой статье — получатели ежегодной премии РУДН в области науки и инноваций. Торжественное награждение состоится на расширенном заседании ученого совета университета 16 февраля.
Обладателем премии РУДН за научные достижения в области химии в 2025 году в размере 2 млн рублей стал заместитель директора Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН Александр Давидович Дильман. Награждение учёного состоялось на празднике в честь
Арктика — регион стратегического значения, обладающий уникальной и уязвимой природой. Интенсивное освоение его ресурсов обнажило серьёзную проблему: низкую устойчивость экосистем к воздействию человека. Хроническое загрязнение нефтепродуктами и тяжёлыми металлами наносит долгосрочный ущерб, а механизмы естественного восстановления почв в суровых климатических условиях изучены недостаточно.