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 России проживают около 1 600 000 детей с подтверждённым синдромом дефицита внимания и гиперактивностью. Необходимая терапия не всегда доступна их семьям: из-за стоимости или отсутствия рядом специализированных центров. Преподаватели и учащиеся РУДН и АлтГУ разработали для таких детей специальное приложение, которое повышает внимательность и уменьшает тревожность с помощью метода цветовой фотостимуляции (ЦФС).
Проект по разработке клеточной модели плаценты стал победителем в номинации «Научные материалы» конкурса «Молодые учёные 3.0», организованного при поддержке Фонда президентских грантов и Т-Банка.
В институте экологии уже 5 лет существует студенческий научно-популярный турклуб, открытый при НСО GreenLab. При поддержке преподавателей студенты организуют самостоятельные экспедиции — научно-исследовательские походы с выполнением поставленной научной задачи, а также научно-популярные и образовательные поездки.