Супрамолекулярные комплексы на основе 5,10,15,20-тетрафенилпорфирина (ТФП), β-циклодекстрина (β-ЦД) и его димерного производного – ди-6,6’-дидезокси-6,6’-(гексан-1,3-диил диамин)-β-циклодекстрин йодида (ГДβ-ЦД) были получены методом капельного титрования в водно-органической среде. В качестве органического растворителя был использован N, N-диметилформамид. Образование комплексов было подтверждено и сравнительно изучено методами абсорбционной спектроскопии и флуоресценции. Были оценены стабильность полученных супрамолекулярных комплексов и связывающая способность компонентов системы. Исследована роль структурных особенностей β-ЦД и ГДβ-ЦД в процессе их взаимодействия с ТФП.
В данной работе представлен конформационный анализ пиразин-аннелированных аза-дипиррометенов (азаDIPY) с использованием квантово-химических расчетов. Систематически исследовано влияние различных заместителей (–H, –Et, –Ph, –O-Ph, –O-tBu, –O-2,6-iPr₂Ph) на предпочтительные конфигурации аза-DIPY остова. Конформационный поиск выполнен с помощью программы CREST с последующей DFT-оптимизацией. Результаты показывают, что заместители, создающие стерические затруднения вблизи атомов азота пиразинового кольца (например, –O-Ph, –O-tBu, –O-2,6-iPr₂Ph), однозначно стабилизируют Z, Z-конформацию. Напротив, незамещенные и фенилзамещенные производные демонстрируют значительную долю Z, E-конформера. Полученные данные раскрывают структурные предпочтения пиразин-аннелированных аза-дипиррометенов и могут быть использованы для направленного дизайна соответствующих аза-BODIPY красителей с заданной конформационной стабильностью.
Ряд производных хлорина е6, содержащих фрагменты галактозы на периферии макроцикла, был изучен на токсичность in vivo. Предварительные результаты, полученные на самцах белых беспородных мышей, позволяют сделать вывод о значительно меньшей токсичности конъюгатов хлорина е6 с галактозой по сравнению с собственно хлорином е6. Самое токсичное из изученных соединений имеет ЛД50 равную 772 ± 11 мг/кг, что как минимум в 3 раза превышает ЛД50 хлорина е6. Следует отметить, что все изученные соединения значительно лучше растворимы в воде (а значит и более биодоступны), чем хлорин е6. Основным структурным фактором, влияющим на токсичность соединений, является количество фрагментов галактозы на периферии макроцикла: чем больше фрагментов галактозы содержится в молекуле, тем токсичнее соединение. Можно ожидать, что подобные производные с большой вероятностью будут иметь относительно низкую токсичность, поэтому они могут послужить основой для дальнейших синтетических превращений при синтезе новых фотосенсибилизаторов.
Изучено взаимодействие феофитина а с этаноламином в различных условиях. Показано, что при действии этаноламина на феофитин а в среде хлороформа происходит размыкание экзоцикла с образованием соответствующего 13-амидного производного хлорина е6. Последующее удаление хлороформа и продолжение реакции с этаноламином без растворителя приводит к хемоселективному амидированию фитилпропионатного заместителя с образованием соответствующего 13,17-диамидного производного хлорина е6. На основании полученных результатов предложена методика получения гидрофилизированных производных хлорина е6 с двумя и тремя фрагментами этаноламина на периферии макроцикла непосредственно из феофитина а «в одной колбе».
Проведено исследование металлокомплексов порфиринов, содержащихся в нефти (петропорфиринов), с использованием компьютерного моделирования и экспериментальных методов. Методом TDDFT рассчитаны электронные спектры поглощения для комплексов петропорфиринов с ванадилом и никелем. Установлена корреляция между строением лиганда и характеристиками B- и Q-полос поглощения. Обнаружено, что постоянные электрические дипольные моменты комплексов могут различаться в 6 раз. Смоделированный спектр смеси ванадил-порфиринов хорошо согласуется с экспериментальным спектром раствора образца, выделенного из асфальтеновой фракции нефти, что позволяет прогнозировать электронные спектры поглощения смесей при известном лигандном составе. Экспериментально изучен процесс сублимации смеси петропорфиринов в условиях высокого вакуума. Использовались два метода: испарение из ячейки Кнудсена с in-situ масс-спектрометрией и из трубчатого тигля с ex-situ регистрацией спектров поглощения сублимата. В обоих случаях состав пара над смесью петропорфиринов зависел от времени и температуры, что открывает возможности для разделения сложных смесей на индивидуальные компоненты и получения тонких плё- нок с заданными свойствами.
Разработка высокочувствительных и селективных датчиков на аммиак остается важной задачей для экологических и биомедицинских применений. В данной работе представлены адсорбционно-резистивные сенсоры на основе гибридных материалов, полученных нековалентной функционализацией исходных и карбоксилированных одностенных углеродных нанотрубок (SWCNT и SWCNT-COOH) хлор-замещенными фталоцианинами цинка – тетра- (ZnPcCl₄) и октахлорированными (ZnPcCl₈) производными, а также незамещённым фталоцианином цинка (ZnPc) для сравнения. Комплексное исследование с использованием ИК- и КР-спектроскопии и элементного анализа подтвердило успешное образование гибридных материалов и показало, что окисление SWCNT значительно повышает содержание фталоцианина в гибридном материале за счет образования дополнительных водородных связей. Слои полученных гибридных материалов демонстрировали обратимый сенсорный отклик на NH₃ (1–50 ppm), причем наилучшие характеристики были достигнуты у гибридов с ZnPcCl₄. Обнаружено, что SWCNT-COOH/ZnPcCl₄ показал в 2–3 раза более высокий отклик и более низкий предел обнаружения (0,3 ppm) по сравнению с гибридными материалами на основе исходных SWCNT (0,5 ppm), что обусловлено более высоким содержанием фталоцианина в материале. Исследование влияния влажности и селективности на сенсорный отклик показало, что хотя гибриды на основе SWCNT-COOH демонстрируют высокую чувствительность при низкой влажности, их сигнал искажается при относительной влажности >40%. При этом SWCNT/ZnPcCl₄ сохраняет стабильные сенсорные характеристики. Полученные результаты демонстрируют, как молекулярная структура фталоцианина и тип нанотрубок влияют на чувствительность сенсора. Это открывает новые возможности для разработки высокопроизводительных датчиков аммиака.
Современное общество сталкивается с комплексом взаимосвязанных энергетических и экологических проблем, включая быстрое истощение запасов ископаемого топлива, сопровождающееся ростом выбросов парниковых газов и загрязнение водных ресурсов промышленными отходами и фармацевтическими препаратами. Все это усугубляется постоянно растущим мировым потреблением энергии, что делает экономически нецелесообразным инвестирование в решение этих проблем традиционными способами. В этом контексте экологически безопасные фотокаталитические технологии, использующие энергию солнечного света, рассматриваются как перспективное решение. Особое внимание уделяется композитным фотокатализаторам с синергетическим эффектом, таким как MXene/g-C3N4. Эти системы обладают повышенной фотокаталитической активностью благодаря сочетанию уникальных свойств компонентов: превосходного поглощения видимого света графитоподобным нитридом углерода и высокой электропроводности и регулируемых свойств поверхности MXene. Ключевым преимуществом является формирование эффективного 2D-2D интерфейса с улучшенным переносом и разделением заряда для улучшения кинетики реакции и увеличения времени жизни носителей заряда. Современные исследования, как правило, направлены на оптимизацию морфологии для достижения плотного контакта между компонентами и максимальной доступности активных центров. В данном обзоре рассмотрены синтетические подходы к созданию композитных фотокатализаторов на основе g-C3N4 и MXene, а также суммированы данные по активности фотокатализаторов в таких процессах как получение водорода, восстановление углекислого газа и разрушение органических загрязнителей под действием света.