Кадровый состав
В состав лаборатории входит 19 сотрудников, из них 2 доктора и 11 кандидатов наук:
Смирнов Владимир Ильич - к.х.н., ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией
Сидоркин Валерий Федорович – д.х.н., ведущий научный сотрудник, лауреат Государственной Премии СССР
Белоголова Елена Федоровна – д.х.н., старший научный сотрудник
Бородина Татьяна Николаевна – к.х.н., старший научный сотрудник
Ващенко Александр Валентинович – к.х.н., старший научный сотрудник
Доронина Евгения Павловна – к.х.н., старший научный сотрудник
Клыба Людмила Васильевна – к.х.н., старший научный сотрудник
Лазарев Игорь Михайлович – к.х.н., старший научный сотрудник
Павлов Дмитрий Витальевич – к.х.н., старший научный сотрудник
Петрушенко Константин Борисович – к.х.н., старший научный сотрудник
Стерхова Ирина Владимировна – к.х.н., старший научный сотрудник
Федорова Татьяна Евгеньевна - к.х.н., старший научный сотрудник
Шагун Владимир Александрович – к.х.н., старший научный сотрудник
Беляева Вера Владиленовна – к.х.н., научный сотрудник
Санжеева Елена Ринчиновна. – к.х.н., научный сотрудник
Тихонов Николай Иванович – к.х.н., научный сотрудник
Митрошина Инесса Васильевна – к.х.н., младший научный сотрудник
Аксаментова Тамара Николаевна – ведущий инженер
Берестнева Ирина Юрьевна – ведущий инженер
Зыкова Елена Владимировна – ведущий инженер
Мамасева Татьяна Васильевна – ведущий инженер
Синеговская Лидия Михайловна – ведущий инженер
Татаринова Анна Анатольевна - ведущий инженер
Чувашев Юрий Александрович – ведущий инженер
Область исследования
Исследование особенностей строения и физико-химических свойств новых целевых гетероатомных и элементоорганических соединений на молекулярном и надмолекулярном уровнях методами молекулярной спектроскопии, масс-спектрометрии, рентгеноструктурного анализа и квантовой химии.
Направление исследований
1. Квантово-химическое исследование механизмов реакций образования ионсодержащих мономеров, макромолекул и гибридных нанокомпозитов на основе иодзамещенных альдегидов, кетонов, кислот, эфиров и иодидов металлов.
2. Дизайн, изучение строения и свойств новых гипо- и гипервалентных соединений элементов 14 группы.
3. Изучение маятниковых систем на основе бифуркатной водородной связи, сформированной разными структурами.
4. Изучение фотофизических свойств и фотохимических превращений молекул, содержащих в своем составе пиррольные и другие гетероциклические структурные элементы
5. Изучение стереоэлектронного строения новых гетероатомных и элементоорганических соединений и их комплексов с галогенидами металлов методами молекулярной спектроскопии и РСА.
6. Установление в условиях электронной и химической ионизаций процессов ионообразования и путей фрагментации масс-спектрометрического распада в газовой фазе целевых N-,S-содержащих органических соединений.
7. Элементный и спектральный анализ органических и элементоорганических соединений.
8. Сервисное сопровождение проектов, выполняемых лабораториями института, а именно анализ и идентификация методами молекулярной спектроскопии, РСА и элементного микроанализа органических, элементоорганических, металлоорганических и неорганических веществ и материалов, включая нанокомпозиты.
Высокий уровень экспериментальных исследований базируется на использовании парка современных приборов и квалифицированных специалистах, обеспечивающих как его техническую эксплуатацию, так и качество экспериментальных работ. Материально-техническая база лаборатории включает рентгеновский дифрактометр Bruker D8 VENTURE, рентгеновский дифрактометр D2 PHASER, инфракрасный Фурье-спектрометр Vertex 70 c Раман приставкой, инфракрасный Фурье-спектрометр Excalibar HE 3100 Varian, микроанализатор Flash EA 1112 CHN-O/MAS 200, микроанализатор Termo Flash EA 2000 CHNS, ЭПР-спектрометр ELEXSYS E580, установка наносекундного импульсного фотолиза, хроматомасс-спектрометр QP-5050A, хроматомасс-спектрометр Agilent 5975 c химической ионизацией, тандемный TOF/TOF масс-спектрометр Ultra Flex, электронный микроскоп ТМ 3000 Hitachi, спектрофлуориметр FLPS920 Edinburg Instruments, УФ/ВИД-спектрометр LAMBDA 35. Имеющаяся материально-техническая база соответствует поставленным задачам и предусматривает возможность использования приборов и оборудования Байкальского аналитического центра коллективного пользования СО РАН. Теоретические исследования методами квантовой химии обеспечены парком современных персональных компьютеров, снабженных лицензионными программными пакетами GAUSSIAN, TURBOMOLE, GAMESS и DALTON. а также доступом на суперкомпьютер Байкальского аналитического центра коллективного пользования СО РАН.
Квалифицированные специалисты и современное оборудование лаборатории, соответствующее мировому уровню, является основой отделения «Анализ органического вещества» Байкальского аналитического центра коллективного пользования СО РАН. На экспериментальной базе лаборатории ежегодно проходят обучение студенты химического факультета Иркутского государственного университета.
Основные достижения
Стерический эффект внутримолекулярного С ̶ Н∙∙∙∙π стекинг взаимодействия
Впервые на примере 1,5-бис([1,10-бифенил]-4-ил)-5-гидрокси-3-метилгептан-1,6-диона методом РСА доказано изогнутое строение бифенильного фрагмента. Выполненные квантовохимические исследования позволили установить причину и движущие силы, вызывающие необычное строение бифенильного фрагмента. Показано, что коллективные слабые невалентные внутримолекулярные стекинг С ̶ Н∙∙∙∙π взаимодействия вызывают стерическое напряжение бифенильных фрагментов молекулы, в результате которых ароматическая π-система претерпевает плоскостной излом. В 1,5-бис([1,10-бифенил]-4-ил)-5-гидрокси-3-метилгептан-1,6-дионе угол перегиба составляет 10 ͦ .
к.х.н., с.н.с. А.В. Ващенко и соавторы
тел. 8(3952) 42-24-27, sasha@irioch.irk.ru
Опубликовано Alexander Vashchenko, Vladimir Smirnov, Nadezhda Semenova and Elena Schmidt. Acta Cryst. С., - (2019). C75. – 2019 – P. 1454-1458. doi.org/10.1107/S2053229619012567
Методом масс-спектрометрии исследованы ранее неизвестные 5-(проп-2-ин-1-илсульфанил)-1Н-пиррол-2-амины - прекурсоры для конструирования ДНК-связывающих лигандов, проявляющие антибиотические онкологические свойства. Установлены основные закономерности их распада при различных методах ионизации. Доказано, что при электронной ионизации (ЭИ) пиррол-2-амины 1 подвергаются внутримолекулярной циклизации в 7-[алкил, 2-(винилокси)этил]-2,7-дигидротиопирано[2,3-b]пиррол-6-амины 2. При химической ионизации (ХИПИ) протекает частичная (5-10%) термоиндуцируемая изомеризация в соответствующие 5-(проп-1-ин-1-илсульфанил)-1H-пиррол-2-амины 3. Для каждого изомера установлены аналитические маркеры, позволяющие надежно их идентифицировать.
к.х.н., с.н.с. Л.В. Клыба
тел. 8(3952) 42-24-27, klyba@irioch.irk.ru
Опубликовано: Журнал органической химии 2019 – Т.55. – №6. – С. 930–937;
Журнал органической химии 2019 – Т.55– №12– С.855–863;
Оптические свойства бензо-, фурано- и тиено-b-аннелированных BODIPY красителей
Методами квантовой химии установлена модификация электронных уровней энергии вертикальных и релаксированных состояний незамещенного 4,4-дифтор-4-бора-3a,4a-диаза-s-индаценового (BODIPY) красителя в зависимости от природы ароматического / гетероароматического заместителя, аннелированного по b связи ядра BODIPY. Основными эффектами аннелирования являются сильное влияние природы заместителя на уровни энергии для состояний с переносом заряда с преобладающими вкладами от HOMO-1-LUMO конфигураций, а также отсутствие заметных изменений в положении и интенсивности самых нижних локально-возбужденных уровней с преобладающими вкладами от HOMO-LUMO конфигураций. В сравнении с исходным красителем, при сближении и инверсии уровней расчеты прогнозируют сильное уменьшение квантового выхода флуоресценции в полярных средах для бензольного и тиофенового производных и очень высокий квантовый выход флуоресценции в случае фуранового заместителя.
к.х.н., с.н.с. К.Б. Петрушенко и соавторы
тел. 8(3952) 42-24-27, ko_petr@irioch.irk.ru
Опубликовано Petrushenko I. K. Absorption and fluorescence properties of non-symmetric benzo-, furo-, and thieno-fused structures at the b bonds in the BODIPY frame [Text] / Petrushenko I. K., Petrushenko K. B. // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. - Volume 2020, 239, 118472. https://doi.org/10.1016/j.saa.2020.118472. Impact Factor 3.232. Q1
Формирование и свойства наногибридных частиц Ag-олеиновая кислота и Ag-MnO2, полученых электрохимическим способом
Предложен электрохимический импульсный метод, позволяющий строго контролировать развитие гибридных наночастиц благородных металлов с прогнозируемыми размерами и функциональными, в том числе магнитными свойствами. Для таких золей наночастиц серебра AgNPs&0.25%OA, AgNPs&0.75%OA и AgNPs&MnO2 в системе ядро-оболочка методом ЭПР зарегистрированы сложные широкие асимметричные сигналы от наночастиц серебра с диаметром 10-13 нм. В результате взаимодействия с внешним слоем олеиновой кислоты регистрируется сигнал ЭПР от Ag(II), атомы которых находятся на поверхности серебряного ядра. С увеличением внешнего слоя для наночастиц AgNPs&0.75%OA и AgNPs&MnO2 увеличивается вклад ферромагнитной составляющей.
Опубликовано Khutsishvili S. S. Structural Surface Features of Paramagnetic Multifunctional Nanohybrids Based on Silver Oleic Acid [Text] / Khutsishvili S. S., Toidze P., Donadze M., Gabrichidze M., Makhaldiani N., Agladze T. // Journal of Cluster Science 2020. https://doi.org/10.1007/s10876-020-01904-6 Impact Factor 2.19. Q3
Оптические свойства бензо-, фурано- и тиено-b-аннелированных BODIPY красителей
Методами квантовой химии установлена модификация электронных уровней энергии вертикальных и релаксированных состояний незамещенного 4,4-дифтор-4-бора-3a,4a-диаза-s-индаценового (BODIPY) красителя в зависимости от природы ароматического / гетероароматического заместителя, аннелированного по b связи ядра BODIPY. Основными эффектами аннелирования являются сильное влияние природы заместителя на уровни энергии для состояний с переносом заряда с преобладающими вкладами от HOMO-1-LUMO конфигураций, а также отсутствие заметных изменений в положении и интенсивности самых нижних локально-возбужденных уровней с преобладающими вкладами от HOMO-LUMO конфигураций. В сравнении с исходным красителем, при сближении и инверсии уровней расчеты прогнозируют сильное уменьшение квантового выхода флуоресценции в полярных средах для бензольного и тиофенового производных и очень высокий квантовый выход флуоресценции в случае фуранового заместителя.
к.х.н., с.н.с. К.Б. Петрушенко и соавторы, тел. 8(3952) 42-24-27, ko_petr@irioch.irk.ru
Опубликовано Petrushenko I. K. Absorption and fluorescence properties of non-symmetric benzo-, furo-, and thieno-fused structures at the b bonds in the BODIPY frame [Text] / Petrushenko I. K., Petrushenko K. B. // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. - Volume 2020, 239, 118472. https://doi.org/10.1016/j.saa.2020.118472. Impact Factor 3.232. Q1
Реакционная способность газофазных ионов 1-алкил(циклоалкил, алкоксиалкил)-5-[(алкил, аллил, бензил)сульфанил]-1Н-пиррол-2-аминов
Методами масс-спектрометрии с использованием электронной (70 эВ), химической (газ-реагент – метан) ионизации, исследованы и охарактеризованы ранее неизвестные 1-алкил(циклоалкил, алкоксиалкил)-5-[(алкил, аллил, бензил)сульфанил]-1Н-пиррол-2-амины. Установлен факт позитивного влияния гетероатомных заместителей на физические, химические, биологические материалов на их основе. Доказано, что стерически объемные заместители у пиррольного атома азота (изопропильный, циклопентильный, циклогексильный и циклогептильный) меняют направление фрагментации. В данном случае доминирует разрыв cвязи С-N, сопровождающийся как отрывом заместителя (R1) от пиррольного атома азота в виде радикала, так и деструкцией пиррольного цикла с элиминированием молекулы имина (или азирана) и образованием нечетноэлектронного иона [M – NR1]+•. Природа заместителя в сульфанильной группе не влияет на характер первичного распада молекулярного иона.
Л. В. Клыба*, Н. А. Недоля, Е. Р. Санжеева, О. А. Тарасова Масс-спектры новых гетероциклов: XII.Исследование 1-алкил(циклоалкил, алкоксиалкил)-5-[(алкил, аллил, бензил)-сульфанил]-1Н-пиррол-2-аминов методами электронной и химической ионизации. ЖОрХ,, 2021, том 57 № 3, с. 363–372
Л. В. Клыба*, Н. А. Недоля, Е. Р. Санжеева, О. А. Тарасова. Масс-спектры новых гетероциклов:XXIII. Исследование 5-[(цианометил-и 1,3-диоксолан-2-илметил)сульфанил]-1Н-пиррол-2-аминов методами электронной и химической ионизации. ЖОрХ,, 2021, том 57, № 12, с. 1669–1683.
Избранные публикации
Absorption properties of a BODIPY- curved graphene nanoflake system: A theoretical investigation / Petrushenko I. K., Petrushenko K.B. // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 2020, 224, 117465. DOI.org/10.1016/j.saa.2019.117465
Graphene-BN-organic nanoflake complexes: DFT, IGM and SAPT0 insights. Petrushenko I.K., Tikhonov N.I., Petrushenko K.B./ Diamond and Related Materials. 2020, 107, 107905. DOI: 10.1016/j.diamond.2020.107905
Сopper(II), cobalt(II), manganese(II) and nickel(II) bis(hexafluoroacetylacetonate) complexes with N-vinylimidazole / Smirnov V. I., Sinegovskaya L. M., Parshina L. N., Artem’ev A.V., Sterkhova I.V. // Mendeleev Commun., 2020, 30, 246–248. DOI: 10.1016/j.mencom.2020.03.040
Synthesis and structural studies of novel aminopolychloroethylated chelate acetylacetonate complexes of aluminum (III) and chromium (III) / Khutsishvili S.S., Chernysheva G.N., Rozentsveig I.B. // Structural Chemistry. 2020. DOI: 10.1007/s11224-020-01540-w
Quantitative decomposition of resonance-assisted hydrogen bond energy in β-diketones into resonance and hydrogen bonding (π- and σ-) components using molecular tailoring and function-based approaches. // Afonin A. V., Vashchenko A. V. // J. Comput Chem., 2020, 1–14. DOI: 10.1002/jcc.26175.
Unusual structure of a biphenyl fragment: the important role of weak interactions / A. Vashchenko, V. Smirnov, N. Semenova, E. Schmidt// Acta Cryst. (2019). C75, 1454-1458, https://doi.org/10.1107/S2053229619012567
Outlaw” Dipole-Bound Anions of Intra-Molecular Complexes. // Sidorkin V. F., Belogolova E. F., Doronina E. P., Liu G., Ciborowski S. M., Bowen K. H. // J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 2001−2011. DOI. org/10.1021/jacs.9b11694
Диссертации (2020-2023 гг.)
Бородина Т.Н. «Стэкинг-взаимодействия в новых производных сульфонамидов, их металлокомплексах и координационных полимерах» (научный руководитель – к.х.н. Смирнов В.И.).
Тихонов Н.И. «Роль органических матриц в формировании парамагнитных металлсодержащих нанокомпозитах».
Стерхова Ирина Владимировна «Невалентные взаимодействия во фтор- и кремнийсодержащих амидах карбоновых и сульфоновых кислот, в (O-Si) хелатах N-(силилметил)карбоксамидов и силатранах».
Гранты и контракты (2018-2023 гг.)
Программа V.44.1.Проект V.44.1.1. Исследование особенностей строения и физико-химических свойств новых целевых гетероатомных и элементоорганических соединений на молекулярном и надмолекулярном уровнях методами спектроскопии и квантовой химии. Руководитель: заведующий лабораторией, к.х.н. Смирнов В.И.
Грант РФФИ «Cинтез и исследование конформационного строения, NH-кислотности и надмолекулярной структуры новых силилпроизводных амидов, сульфонамидов и трифламидов». Руководитель – с.н.с., к.х.н. Стерхова И.В.
Грант РНФ 23-23-10007 «Новые металлокомплексы N-замещенных имидазолов: синтез, невалентные взаимодействия, биологическая активность».
