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
Продолжаем рассказывать о возможностях для студентов, которые хотят проявить себя как исследователи. Конкурс «Совместный старт» проводится ежегодно в весеннем семестре и ориентирован на поддержку молодёжных объединений. Его цель — помочь студенческим коллективам разработать инновационные и представительские проекты на основе проводимых в РУДН исследований, с перспективой участия в сторонних конкурсах, грантовых программах и научно-технических мероприятиях.
В аграрно-технологическом институте РУДН работает лаборатория агробиотехнологии и молекулярной генетики — место, где классическая агрономия встречается с современными молекулярными технологиями. Сегодня это уже целый научно-исследовательский комплекс: теплица с автоматизированными системами контроля микроклимата, лаборатории искусственного климата и фенотипирования, маркерной селекции и геномики, биохимии и гистологии растений, а также технологической оценки продукции растениеводства.
Коллектив кафедры органической химии факультета физико-математических и естественных наук РУДН получил грантовую поддержку университета на разработку многофункциональных производных пирролидина. Исследователи намерены создать соединения, сочетающие противовоспалительную, антибактериальную, противогрибковую, антиоксидантную и противоопухолевую активность в одной молекуле. Проект рассчитан на