Тема: «Влияние структуры молекул и эффектов среды на координационные свойства макроциклических и олигомерных соединений: порфирины, фталоцианины, олигопирролы, краун-эфиры, глимы» Руководитель: Вьюгин Анатолий Иванович, доктор химических наук, профессор Основные проблемы, результаты, текущее состояние исследований: -Изучается проблема влияния циклической формы и размера молекул на их состояние в различных средах в сравнении с их линейными аналогами. Получен большой набор данных по энтальпиям сольватации и парциальным мольным объемам циклических полиэфиров с различным размером молекул (от 1,4-диоксана до 18-краун-6) в различных растворителях. Развивается подход к анализу термодинамических характеристик сольватации на основе теории масштабных частиц и аддитивно-группового метода. Показано наличие эффекта циклизации в процессе сольватации, наиболее ярко проявляющемся для малых циклов. Обнаружены аномальные особенности циклических эфиров в процессах специфических взаимодействий с различными органическими молекулами (образовании H-связей и комплексов электростатической природы) по сравнению с линейными эфирами. Изучаются закономерности этих специфических взаимодействий, моделирующих биохимические процессы селективного связывания молекул псевдоциклическими частицами. -Исследуются процессы молекулярного комплексообразования с участием конформационно-жестких макроциклов (порфиринов, фталоцианинов и их металлокомплексов) с лигандами. Изучено более 300 порфиринсодержащих систем, получены термодинамические характеристики процессов молекулярного комплексообразования природных и синтетических металлопорфириноыв с аминами, амидами, азолами, кетонами, эфирами, альдегидами, нитрилами, спиртами и т.д. На количественном уровне показано, что термодинамическая устойчивость молекулярных комплексов металлопорфиринов с лигандами, в основном, определяется поляризационными свойствами лигандов, в меньшей степени зависит от электронодонорной способности и объема координируемых молекул. Получена имеющая предсказательную силу корреляционная зависимость термодинамической устойчивости образующихся комплексов ZnTPhP с лигандами от физико-химических свойств координируемых полярных молекул. На основе характеристик комплексообразования с металлопорфиринами разработан параметр основности (шкала основности) полярных молекул в органических растворителях, учитывающий поляризационные, электронодонорные свойства полярных молекул, сольватационные и стерические эффекты. -Изучается склонность сульфо- и карбокси-замещенных металлофталоцианинов к димеризации в водных средах, а также возможность контроля агрегационного состояния металлофталоцианинов за счет молекулярного комплексообразования с протоно- и электронодонорными лигандами. -Изучается влияние специфических межмолекулярных взаимодействий металлофталоцианинов с молекулами растворителя на формирование стабильной или метастабильной полиморфной модификации металлофталоцианина при кристаллизации из соответствующего растворителя. Разрабатываются теоретические основы прогнозирования получения заданной полиморфной модификации металлофталофталоцианина при его кристаллизации из органических растворителей -Фундаментальные проблемы химии природных тетрапиррольных соединений:молекулярные механизмы токсического действия желчных пигментов на живые организмы;создание эффективных методик инактивации и количественного анализа билирубиноидов в физиологических жидкостях и органических растворителях. Изучаются общие закономерности влияния структурных и сольватационных факторов на хромофорные, координационные и другие физико-химические свойства ряда алкилзамещенных дипирролилметена, биладиена и природных желчных пигментов (билирубин, биливердин и др). Разрабатывается теоретическая база для создания эффективных методик клинико-биохимического анализа содержания билирубиноидов в биожидкостях и неводных средах, усовершенствования методов синтеза порфиринов и поиска эффективных хелатирующих реагентов, в том числе для утилизации ионов токсичных металлов. Изучаются общие закономерности влияния структурных и сольватационных факторов на хромофорные, координационные и другие физико-химические свойства ряда алкилзамещенных дипирролилметена, биладиена и природных желчных пигментов (билирубин, биливердин и др.) Тема: "Синтез и свойства нового класса жидких и твердых ферромагнитных наносистем с низкой температурой Кюри и аномально-высоким магнетокалорическим эффектом" (№ госрегистрации: 0120.0 602026) Руководитель: Королев Виктор Васильевич, кандидат химических наук, старший научный сотрудник, ведущий научный сотрудник Тема исследований поддержана программой фундаментальных исследований Президиума РАН № 8П «Разработка методов получения химических веществ и создание новых материалов» Подпрограммы: «Создание новых конструкционных и функциональных материалов на базе нанотехнологий" (координатор – академик Н.П. Лякишев) и «Дизайн молекулярных магнитоактивных веществ и материалов (молекулярных магнетиков)» (координатор – академик Р.З.Сагдеев). По данному направлению разрабатываются технологии синтеза наноферритов различного химического состава с высокой намагниченностью, с размером частиц (2-15 нм) в том числе наноферритов редких земель. Определяются их размеры, морфология поверхности, адсорбционные и магнитные свойства. На основе наноферритов синтезируются магнитные жидкости, исследуются их физико-химических свойства (намагниченность, теплоемкость, вязкость, плотность). Экспериментально изучается магнетокалорический эффект (МКЭ) полученных наносистем различной природы, при различных температурах и магнитных полях, исследуется связь МКЭ с физико-химическими свойствами ферримагниных наносистем (намагниченностью, электропроводностью, диэлектрической проницаемостью). Ключевые слова физическая химия растворов макрогетероциклических соединений, магнетокалорический эффект, магнитные свойства, теплоемкость в магнитном поле магнитных коллоидных систем, проведение магнитных измерений, исследование поверхностных явлений, процессов адсорбции, стpуктуpы поверхностных комплексов