к.х.н.

Семенов Валентин Александрович

Заведующий лабораторией

semenov@irioch.irk.ru

История лаборатории

Как все начиналось

В далеком 1966 году Ю.Л. Фролов (тогда кандидат наук, позже профессор, зам директора ИрИХ) обратился к руководству физфака Иркутского госуниверситета с просьбой рекомендовать двух студентов с тем, чтобы они после выполнения дипломной работы были распределены в ИрИОХ. Этими студентами оказались Т.И. Процук (Вакульская) и В.К. Воронов. Вскоре Ю.Л. Фролов договорился с Новосибирским институтом химической кинетики и горения Сибирского отделения АН СССР о том, что на период преддипломной практики и на время выполнения дипломной работы В.К. Воронов направляется в указанный институт, который там проработал до 1967 года в лаборатории академика Юрия Николаевича Молина. Так был установлен творческий контакт между двумя институтами. В этом основная заслуга принадлежала Юлию Леонидовичу Фролову, который прекрасно понимал важность методов магнитного резонанса и квантовой химии для изучения молекулярного строения. Результаты дипломной работы В.К. Воронова было положены в основу статьи, опубликованной в международном журнале "Tetrahedron Letters" в 1968 г. (Zaev E.E., Voronov V.K., Shvartsberg M.S., Vasilevsky S.F., Molin Yu.N. Kotljarevsky I.L. Application of paramagnetic additions to the structure determination of some pyrazoles by NMR // Tetrahedron Letters. 1968. No. 5. P. 617-622).

Таким образом, лаборатории магнитного резонанса в ИрИОХ создавалась в тесном сотрудничестве со школой академика Молина. В.К. Воронов регулярно ездил в служебные командировки в Новосибирск для снятия и расшифровки спектров ЯМР соединений, синтезированных в Иркутском институте химии. Параллельно руководством ИрИОХа велась работа по приобретению собственного спектрометра ЯМР высокого разрешения. Был приобретен спектрометр BS 487В фирмы "Tesla" высокого разрешения с резонансной частотой по протонам 80 МГц. Основные заботы по приобретению и освоению спектрометра лежали на плечах Ю.Л. Фролова и В.К. Воронова, окончившего университет по специальности "Радиофизика и электроника".

Таким образом, уже в конце 60-х ЯМР уже достаточно прочно вошел в практику работы ИрИОХа, а институт уже располагал высококлассным спектрометром, который успешно использовался для детектирования спектров и вполне квалифицированно обслуживался. Параллельно для института снимались и расшифровывались ЯМР спектры синтезированных соединений в Москве на спектрометрах самого высокого (по тем временам) мирового уровня. Здесь институту помогал аспирант ИГУ Г.А. Калабин (позже профессор и заведующий лабораторией ЯМР ИГУ, по совместительству сотрудник ИрИОХа). При тесном взаимодействии с лабораторией органического синтеза ИрИОХа Геннадий Александрович основал крупную признанную на мировом уровне школу ЯМР спектроскопии, из которой вышел ряд докторов и кандидатов наук. Только в 1968-1970 годах в научные центральные периодические издания было направлено несколько десятков статей работников ИрИОХа, в которых разбирались спектры ЯМР самого высокого уровня, с использованием новейших методик, в том числе метода парамагнитных добавок.

В 60-х годах, до приобретения спектрометра ЯМР фирмы Tesla, в институте был освоен отечественный спектрометр ЯМР из опытной партии, Сумского завода. В институте был также ЭПР-анализатор, изготовленный в Ангарске. Ответственным за прибор ЯМР был В.Г. Сахаровский, а ЭПР-анализатор – Д.Д. Торяшинова. После перехода в 1982 году Иркутский политехнический институт (ИПИ) д.х.н., проф. В.К. Воронов продолжал сотрудничать с ИрИОХом. На кафедре физики, которой он заведовал, сформировались как профессионалы д.х.н, профессор А.В. Афонин и к.х.н. А.В. Ващенко, которые впоследствии перешли на работу в ИрИОХ. Это сотрудничество усилилось, после того, как в 1997 году в ИПИ была организована учебно-исследовательская лаборатория ядерного магнитного резонанса и при активной поддержке академика РАН Р.З. Сагдеева был приобретен спектрометр ЯМР западногерманской фирмы "Bruker" с резонансной частотой по протонам 250 МГц. Руководителем лаборатории стал В.К. Воронов.

Трудные девяностые

В тяжелые 90-е годы лаборатория вошла на волне исследований строения и механизмов реакций элементоорганических и гетероатомных соединений методами ЯМР, ЭПР и ЯКР спектроскопии. Они привели, в частности, к обнаружению целого ряда новых реакций и перегруппировок кремний-, германий- и оловоорганических соединений, широкому внедрению в мировую исследовательскую и аналитическую практику мультиядерной спектроскопии ЯМР. Наибольшее признание в России и за рубежом получил обширный цикл выполненных в лаборатории пионерских экспериментальных и теоретических работ по изучению соединений пента- и гексакоординированного кремния под руководством доктора химических наук, профессора В. А. Пестуновича – основателя и первого руководителя лаборатории. В этот период лаборатория провела в Иркутске три Всесоюзные конференции с приглашением иностранных ученых "Спектроскопия ЯМР тяжелых ядер", сыгравшие большую роль в становлении лаборатории и укреплении ее международного сотрудничества (М.Ф. Ларин, С.Н. Тандура).

В эти же годы в лаборатории осуществляется первая отечественная разработка новых методик, основанных на использовании спектроскопии ЯМР 15N для структурных исследований электронного строения, таутомерных превращений и реакционной способности широкого ряда азотсодержащих гетероциклических соединений (М.Ф. Ларин, Л.И. Ларина). Активно развиваются работы по использованию метода ЯКР в структурных исследованиях (Г.В. Долгушин). Выполняются работы по ЭПР-мониторингу органических реакций, протекающих с участием переноса электрона (Т.И. Вакульская). Сотрудники лаборатории защищают ряд докторских диссертаций (В.К. Воронов, В.П. Фешин, М.В. Сигалов, И.Д. Калихман, С.Н. Тандура, В.К. Турчанинов, В.Ф. Сидоркин, Л.И. Ларина, Т.И. Вакульская), публикуют монографии в престижных изданиях, выступают на международных симпозиумах. В1999 г. в лаборатории появляется первый сверхпроводящий спектрометр ЯМР нового поколения "DPX-400", что позволило поднять проводимые структурные исследования на принципиально новый уровень. Лаборатория постепенно выходит на международный уровень и становится одним из отечественных и мировых центров ЯМР спектроскопии.

Начало XXI века отмечено трагическим событием в истории лаборатории. На самом подъеме научной активности лаборатории 4 июля 2004 г. неожиданно оборвалась жизнь выдающегося ученого, талантливого организатора науки, лауреата Государственной премии, заведующего лабораторией структурной химии со дня ее основания профессора Вадима Александровича Пестуновича. Это было тяжелой, невосполнимой утратой и для лаборатории, и для института, и для мировой науки. Лаборатория продолжает работать с прежним энтузиазмом и отдачей, но нет уже ее идейного вдохновителя и наставника.

Страницы новой истории

В этот сложный для лаборатории период ее заведующим становится профессор, доктор химических наук Леонид Борисович Кривдин. По возможности им сохраняются сформировавшиеся научные традиции, но одновременно с этим развиваются и новые для лаборатории направления. Активно разрабатываются ЯМР–ориентированные квантово-химические расчеты высокого уровня и формируются новые подходы в стереохимических исследованиях на основе химических сдвигов и констант спин–спинового взаимодействия. Совместно с группами профессора Штефана Зауэра (Университет Копенгагена), профессора Рубена Контрераса (Университет Буенос–Айреса) и профессора Майкла Барфилда (Университет Аризоны) в лаборатории разрабатываются и апробируются неэмпирические методы расчета констант магнитного экранирования (химических сдвигов) и констант спин–спинового взаимодействия на основе подхода поляризационного пропагатора и теории функционала электронной плотности. Полученные результаты по теоретическому изучению механизмов и путей передачи спин–спинового взаимодействия в органических молекулах быстро приобретают широкую известность и начинают активно цитироваться в мировой литературе.

В начале 2000-х годов в лабораторию приходят молодые аспиранты с большим запасом энтузиазма и желания работать в науке, которые под руководством Л.Б. Кривдина начинают активно развивать область высокоточных ЯМР-ориентированных расчетов и успешно защищают кандидатские и докторские диссертации. Это сотрудники лаборатории Ю.Ю. Русаков, И.Л. Русакова, С.С. Хуцишвили, К.А. Чернышев, С.В. Федоров, Д.О. Самульцев, В.А. Семенов и сотрудники базовой кафедры химии Ангарского государственного технического университета Г.Н. Глушко, Е.А. Чиркина, Т.А. Кузнецова, В.А. Данилова, Н.А. Щербина, Н.В. Истомина. Всего за эти годы под руководством Л.Б. Кривдина было защищено 12 диссертаций. Лаборатория по сути переживает свое второе рождение, связанное с омоложением коллектива, обновлением приборного парка (включая запуск второго сверхпроводящего ЯМР–спектрометра AVANCE-400) и развитием новых подходов в стереохимических исследованиях и квантово-химических расчетах высокого уровня. Международным признанием научных заслуг лаборатории в области ЯМР спектроскопии является избрание в 2007 г. ее заведующего профессора Л.Б. Кривдина (и по настоящее время) редактором журнала Magnetic Resonance in Chemistry, основного международного периодического издания по работам в области спектроскопии ядерного магнитного резонанса и ее использованию в химии.

Последние годы отмечены заметным усилением теоретических работ в области ЯМР-ориентированных расчетов высокого уровня (Л.Б. Кривдин, Ю.Ю. Русаков, И.Л. Русакова, С.В. Федоров, Д.О. Самульцев, В.А. Семенов). В 2012 г. в полном расцвете сил и творческой активности из жизни трагически ушел молодой талантливый ученый Кирилл Андреевич Чернышев, совсем немного не дойдя до защиты докторской диссертации. Вечная ему память! Особое развитие получают теория и практика полного четырехкомпонентного релятивистского расчета химических сдвигов и констант спин-спинового взаимодействия с участием "тяжелых" ядер, таких как 77Se и 125Te, что составило прорыв в этой области на международном уровне (Ю.Ю. Русаков, И.Л. Русакова) и способствовало получению престижного гранта Российского научного фонда (2014-2016 гг.). Традиционно выполняются сложнейшие стереоэлектронные исследования синтезируемых в институте органических и элементоорганических соединений при использовании современных возможностей многоядерной многоимпульсной спектроскопии ЯМР (Л.И. Ларина, А.И. Албанов, И.А. Ушаков и др.), включая хорошо отлаженные и апробированные в лаборатории методы спектроскопии ЯМР на ядрах 13C (И.А. Ушаков), 15N (Л.И. Ларина) и 29Si (А.И. Албанов). Развиваются методы высокоточного расчета химических сдвигов ЯМР 29Si и 31Р методами функционала электронной плорности (С.В. Федоров). Быстро подрастает молодежь (Д.О. Самульцев, В.А. Семенов), наращивая публикации в области расчетных методов ЯМР 15N. Развиваются работы по квантово-химическому изучению механизмов органических реакций (Е.А. Чиркина).

В ходе реструктуризации института в 2016 году группа ЭПР переходит в состав лаборатории структурных исследований (ранее - лаборатории физической химии), а лаборатория структурной химии становится лабораторией ядерного магнитного резонанса.

Обоснованность проводимых в лаборатории ядерного магнитного резонанса исследований диктуется научной направленностью деятельности Иркутского института химии им. А. Е. Фаворского СО РАН, связанной с развитием фундаментальных основ органического и элементоорганического синтеза высокотехнологичных, наукоемких, функциональных материалов и прекурсоров  лекарственных средств на основе ацетилена (Научная школа академика Бориса Александровича Трофимова) и кремния (Научная школа академика Михаила Григорьевича Воронкова). Работы, проводимые в лаборатории ядерного магнитного резонанса, базируются на комплексном использовании и развитии современных экспериментальных и теоретических методов ЯМР-спектроскопии, а сложившийся кадровый потенциал и профессиональный уровень ее сотрудников обеспечивает успех их выполнения.

Кадровый состав

В состав лаборатории входит 9 сотрудников, из них 2 доктора и 7 кандидатов наук:

Семенов Валентин Александрович - к.х.н., заведующий лабораторией  semenov@irioch.irk.ru
Кривдин Леонид Борисович - профессор, д.х.н., главный научный сотрудник  krivdin_office@irioch.irk.ru
Ларина Людмила Ивановна - д.х.н., ведущий научный сотрудник larina@irioch.irk.ru
Албанов Александр Иванович - к.х.н., старший научный сотрудник  albanov@irioch.irk.ru
Русаков Юрий Юрьевич - к.х.н., старший научный сотрудник rusakov82@mail.ru
Русакова Ирина Леонидовна - к.ф.-м.н., старший научный сотрудник rusakova@irioch.irk.ru
Федоров Сергей Владимирович - к.х.н., научный сотрудник serfed@irioch.irk.ru
Зинченко Сергей Викторович - к.х.н., научный сотрудник svz@irioch.irk.ru
Чиркина Елена Александровна - к.х.н., ведущий инженер (совм.) chirkina_ea@mail.ru
Узанев Степан Александрович - аспирант  

lyamr-

Заведующий лабораторией, к.х.н., Семенов В.А.

Семенов В.А. окончил Иркутский государственный университет в 2009 году, получил степень кандидата химических наук в 2016 году в Иркутском Институте химии им А.Е. Фаворского. Его исследовательские интересы сосредоточены на разработке теоретических подходов расчета спектральных параметров ЯМР. В частности, по результатам проведенных высокоуровневых расчетов им проанализированы факторы, влияющие на точность расчета химических сдвигов ЯМР 1H, 13C и 15N сложных природных соединений, на основании чего была разработана общая методология проведения подобных расчетов и их практического использования в стереохимических исследованиях, в частности, в конформационном анализе.

На широком ряду азотсодержащих гетероциклов была показана необходимость учета эффектов сольватации при расчете констант экранирования и химических сдвигов ЯМР перечисленных выше ядер. Примером практического использования полученных результатов является разработка эффективной расчетной схемы оптимизации геометрических параметров азотсодержащих соединений и их протонированных форм. В ходе этой работы посредством теоретического анализа естественно гибридизованных орбиталей азотистых гетероциклов были определены характеристичные орбитали, оказывающие наибольшее влияние на величины смещения значений химических сдвигов ЯМР 15N при протонировании атома азота.

В настоящее время Семеновым совместно с коллегами по лаборатории активно разрабатываются когнитивно-ориентированные подходы установления структуры и конфигурационных особенностей сложных природных соединений. Формализм данной методологии, основанной на ряде статистических инструментов, включая искусственные нейросети, позволяет с высокой степенью достоверности определять стереоэлектронную структуру асимметрически-насыщенных природных соединений. Кроме того, это открывает возможности к пониманию механизма их биологического действия, в частности, для ряда сопряженных монотерпеновых индольных алкалоидов. По данной тематике в ближайшее время Семеновым В.А. планируется защита докторской диссертации.

Области исследования

Обоснованность проводимых в лаборатории ядерного магнитного резонанса исследований диктуется научной направленностью деятельности Иркутского института химии им. А. Е. Фаворского СО РАН, связанной с развитием фундаментальных основ органического и элементоорганического синтеза высокотехнологичных, наукоемких, функциональных материалов и прекурсоров лекарственных средств (Научная школа академика Бориса Александровича Трофимова) и кремния (Научная школа академика Михаила Григорьевича Воронкова). Работы, проводимые в лаборатории ядерного магнитного резонанса, базируются на комплексном использовании и развитии современных экспериментальных и теоретических методов ЯМР-спектроскопии, а сложившийся кадровый потенциал и профессиональный уровень ее сотрудников обеспечивает успех их выполнения.

Исторически в лаборатории сложились и успешно развиваются два научных направления:

1. Структурные исследования органических и элементоорганических соединений методами мультиядерной спектроскопии ЯМР.

2. Теория и химические приложения ЯМР-ориентированных квантово-химических расчетов высокого уровня.

Основные достижения

Выполнены масштабные исследования стереоэлектронного строения прекурсоров высокотехнологичных, наукоемких, функциональных материалов, а также лекарственных средств, получаемых на основе ацетилена и кремния, синтезируемых в Иркутском институте химии им. А.Е Фаворского СО РАН. Для этого использованы современные методы мультиядерной спектроскопии ЯМР и высокоточные ЯМР-ориентированные квантово-химические методы расчета высокого уровня.

lyamr-1

Ларина Людмила Ивановна

В частности, Ларина Людмила Ивановна, доктор химических наук, ведущий научный сотрудник на протяжении многих лет занимается изучением строения органических и элементоорганических соединений методами динамической и мультиядерной спектроскопии ЯМР. Областью ее интересов является таутомерия и реакционная способность азотсодержащих гетероциклических соединений.

По результатам исследований опубликован ряд работ, в том числе и обзоров, посвященных проблемам таутомерных превращений и структурных особенностей (таутомерии и стереохимического строения) функционализированных азолов.  Их уникальные свойства и необычная биологическая активность привлекают пристальное внимание широкого круга исследователей.

Обобщены и систематизированы собственные результаты изучения таутомерных  трансформаций (прототропия и силилоропия)  функционализированных азолов  методами динамической и мультиядерной 1H, 13C, 15N, 29Si спектроскопии ЯМР. Это позволило произвести «ревизию» литературных данных и провести переотнесение спектральных параметров ЯМР ряда азолов, включая и важнейшие для фармако-химии их нитропроизводные. Комплексное использование методов ЯКР, ЯМР и квантовой химии дает возможность сопоставить структурные стереодинамические особенности азольных таутомеров в твердом теле, растворе и газовой фазе и выявить доминирование отдельных таутомерных форм.

lyamr-2

Установление строения химического соединения методом ЯМР - прорыв наших знаний в Неизвестное

Албанов Александр Иванович, старший научный сотрудник лаборатории ЯМР, кандидат химических наук, высококвалифицированный специалист в области применения спектроскопии ЯМР в органической и элементоорганической химии. Албанов А.И. непосредственно осуществляет решение аналитических и структурных задач, возникающих у сотрудников института с которыми он тесно работает (лаборатории непредельных гетероатомных соединений, халькогенорганических соединений, функциональных полимеров и элементоорганических соединений). Круг научных интересов Албанова А.И. связан с изучением методом мультиядерной спектроскопии ЯМР на ядрах 1Н, 13С, 29Si структурных и стереохимических особенностей органических соединений элементов IV группы (кремний, германий, олово) с нестандартным координационным числом (три, пять, шесть и семь), а также их стереодинамического поведения. А.И. Албанов занимается изучением строения соединений пентакоординированного атома кремния с внутримолекулярной связью Si←O. Кроме этого он обеспечивает выполнение аналитических ЯМР-работ по сервисному обслуживанию всех лабораторий института.

Юрий Юрьевич Русаков и Ирина Леонидовна Русакова работают по направлению создания новых эффективных подходов к квантово-химическому моделированию спектров ЯМР соединений, содержащих тяжелые элементы.

lyamr-3

Русаков Ю.Ю. и Русакова И.Л.

В частности, большой пласт работ затрагивает тематику ЯМР 77Se и 125Te, а также моделирование спектров ЯМР легких ядер (прежде всего, 1H, 13C) соединений, содержащих селен и теллур. На текущий момент основным направлением этой группы является создание собственных новых базисных наборов для элементов 1-5 периодов, оптимизированных для квантово-химического расчета химических сдвигов и констант спин-спин спинового взаимодействия.

По результатам проведенных исследований:

- предложены наиболее эффективные вычислительные методики расчета химических сдвигов селена и теллура на основе всестороннего изучения различных вычислительных схем, построенных как на формализме теории возмущений Меллера-Плессета, так и на формализме функционала электронной плотности, а также на основе исследования влияния различных факторов точности расчета спектральных параметров. Установлено, что прямые релятивистские эффекты оказывают существенное влияние на химические сдвиги селена и, в особенности теллура.

- разработана эффективная методология расчета констант спин-спинового взаимодействия с участием ядер селена и теллура, основанная на формализме поляризационного пропагатора второго порядка с учетом различных типов поправок, включая и поправки на релятивистские эффекты.

- для расчета констант спин-спинового взаимодействия с участием селена, теллура и олова были созданы новые специализированные базисные наборы, acvXz-J, занесенные в мировую базу данных Basis Set Exchange Library;

lyamr-4

- проведено систематическое исследование феномена, известного как релятивистский эффект HALA, Heavy Atom on Light Atom effect. Фактически, данный эффект заключается во влиянии релятивистских эффектов, возникающих в электронных оболочках тяжелого атома на константы экранирования легких ядер, а также на константы спин-спинового взаимодействия с участием легких ядер. Были установлены характерные величины эффекта HALA, а также была предложена теория, объясняющая наблюдаемые проявления этого эффекта.

По результатам выполненных исследований планируется защита двух докторских диссертаций: Русакова Юрия Юрьевича – в 2021–2022 гг, Русаковой Ирины Леонидовны – в 2024–2025 гг.

lyamr-5

Заведующий лабораторией ЯМР Семенов В.А. и профессор Кривдин Л.Б. удостоены престижной премии журнала Magnetic Resonance in Chemistry по результатам рейтинга наиболее высокоцитируемых публикаций 2020 года. Авторами была выполнена большая работа по расчету химических сдвигов 1Н и 13С в спектрах ЯМР природных алкалоидов стрихнинового ряда. Данный ряд соединений включал родоначальный стрихнин и многие другие его производные. Ниже приведена установленная в ходе проведенных исследований стереохимическая структура стрихногексамина, опубликованная в данном журнале.

lyamr-6

В ходе этих работ были выполнены квантово-химические расчеты высокого уровня, позволившие установить природу химического строения ряда природных алкалоидов и приблизиться к пониманию механизма их биологического действия. По результатам проведенных исследований опубликован ряд статей в высокорейтинговых международных журналах.

lyamr-7

Леонид Борисович Кривдин

Леонид Борисович Кривдин окончил Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова в 1977 году, получил степень кандидата химических наук в 1982 году в Иркутском государственном университете, после чего прошел годичную стажировку в Университете Флиндерса в Южной Австралии в группе профессора Эрнста Делла (1990–1991). Он получил степень доктора химических наук в 1989 г. и ученое звание профессора в 1993 г. Его исследовательские интересы сосредоточены на вычислении параметров спектров ЯМР, что подтверждено 400 исследовательскими публикациями в ведущих мировых химических журналах и 15 обзорами и главами в книгах. Под его научным руководством с 1989 г. по настоящее время защищено 12 кандидатских диссертаций. В настоящее время он является главным научным сотрудником лаборатории ЯМР Иркутского института химии им. А.Е. Фаворского СО РАН и заведующим кафедрой химии Ангарского государственного технического университета.

lyamr-8

Чиркина Елена Александровна

Чиркина Елена Александровна, кандидат химических наук, ведущий инженер лаборатории занимается изучением механизмов органических реакций методами квантовой химии, поскольку часто экспериментальное изучение механизмов реакций затруднено вследствие сложного многокомпонентного состава смеси, многостадийности или высокой скорости протекания процесса.

На основании анализа проведенных квантово-химических расчетов ряда реакций нуклеофильного замещения (SN1, SN2), нуклеофильного и электрофильного присоединения получена информация о последовательности элементарных стадий, описаны для каждой их них энергетические изменения и структура всех участников реакции, охарактеризованы переходные состояния, через которые осуществляются элементарные акты при переходе от исходных веществ к продуктам реакции.

В зависимости от типа изучаемой реакции используются различные квантово-химические подходы: расчеты в газовой фазе, учет влияния растворителя в рамках модели IEFPCM или включение молекул среды в явном виде (например, система гидразингидрат с добавлением 1-3 молекул КОН).

По результатам теоретических исследований опубликована серия сообщений (порядка десяти) по теме «Квантово-химическое изучение механизмов органических реакций», в которых рассмотрены механизмы получения различных азот-, кислород-, сера-, селенсодержащих гетероциклических соединений.

lyamr-9

Самульцев Дмитрий Олегович

Самульцев Дмитрий Олегович, кандидат химических наук, заместитель директора по науке и выходец из Лаборатории ядерного магнитного резонанса. На протяжении пяти лет после защиты кандидатской диссертации проработал в должности научного сотрудника данной лаборатории, имеет большой опыт работы на спектрометрах ЯМР, а также является высококвалифицированным специалистом в области квантово-химических расчетов высокого уровня. Приобрел хорошую школу в области экспериментального и теоретического ЯМР, выступал с очными докладами по этой тематике на многочисленных конференциях высокого уровня. Совсем недавно покинул родные пенаты, став заместителем директора института по научной работе, однако, несмотря на большую административную работу, продолжает развивать тематику квантово-химических расчетов высокого уровня параметров спектров ЯМР различных органических соединений. В течение ближайших пяти лет планируется защита докторской диссертации по этой теме.

Дмитрий Олегович – соавтор около двадцати высокорейтинговых публикаций, посвященных факторам точности расчета химических сдвигов ЯМР 15N широкого ряда органических соединений, в том числе в таких широкоизвестных международных журналах, как Magnetic Resonance in Chemistry, Journal of Physical Chemistry A, Physical Chemistry Chemical Physics и Mendeleev Communications. Занимается вопросами влияния эффектов тяжелого атома (релятивистских эффектов) на химические сдвиги ЯМР и методологии их учета в расчетах параметров ЯМР широкого круга органических молекул. В последние годы активно развивает направление высокоуровневых расчетов для металлокомплексных соединений, содержащих азотные лиганды, что составляет основу его будущей докторской диссертации. Так, на примере квантово-химического расчета химических сдвигов ЯМР 15N для аммиачных комплексов платины Самульцевым с соавторами было показано значительное влияние лигандов в цис-положении на величину химического сдвига ЯМР 15N аммиакатного лиганда. Ранее в литературе отмечалось незначительное влияние цис-ориентированных лигандов на такой сдвиг, поэтому полученные результаты составляют солидный прорыв в этой области на международном уровне.

lyamr-10

Сергей Викторович Зинченко

Зинченко Сергей Викторович имеет богатый опыт в области экспериментального ЯМР природных соединений, включая установление структуры и изучение стереэлектронного строения сложных органических молекул с использованием современных многоимпульсных методик, в том числе, двумерных методов ЯМР-спектроскопии, таких как COSY, NOESY, ROESY, HMBC, HSQC, 2D-INADEQUATE.

До перехода в Иркутский институт химии СО РАН Сергей Викторович много лет проработал в лаборатории Федора Карловича Шмидта в Иркутском государственном университете, где приобрел бесценный опыт химика-синтетика и ЯМР-спектроскописта, проводя широкомасштабные исследования металлокомплексных катализаторов. Несколько лет активно работал с Леонидом Борисовичем Кривдиным по разработке и использованию квантово-химических методов расчета спектральных параметров ЯМР. Имея ряд основополагающих публикаций по этой теме, немного не дотянул до защиты кандидатской диссертации, поскольку начались бурные 90-е годы, которые смели все научные планы.

В последние годы, вернувшись в родной институт, приобрел бесценный опыт работы с производственными предприятиями, выполняя ряд хоздоговорных работ с предприятиями Иркутского региона.

Сергей Викторович ведет активный и спортивный образ жизни, много времени и энергии уделяя туризму, альпинизму, велоспорту и лыжам. Ну и конечно же природе и фотографии.

lyamr-11

Федоров Сергей Владимирович

Федоров Сергей Владимирович работает в области экспериментального ЯМР органических и элементоорганических соединений, включая установление структуры и изучение стереоэлектронного строения с использованием современных многоимпульсных методик, в том числе, двумерных методов ЯМР-спектроскопии, таких как COSY, HMBC, HSQC. Также занимается высокоуровневыми квантово-химическими расчетами параметров ЯМР (химические сдвиги и КССВ) органических и элементоорганических соединений, в том числе, 29Si, 31P и 19F.

Сергей Владимирович – соавтор около десятка рейтинговых публикаций, посвященных факторам точности расчета химических сдвигов ЯМР широкого ряда органических и элементоорганических соединений, в том числе, в таких широкоизвестных международных журналах, как Magnetic Resonance in Chemistry, Journal of Physical Chemistry A и Journal of Fluorine Chemistry.

В Иркутский институт химии СО РАН Сергей Владимирович пришел после обучения на физическом факультете Иркутского государственного университета и уже в аспирантуре института освоил профессию ЯМР-спектроскописта, проводя исследования различных соединений. Через некоторое время после окончания аспирантуры защитил кандидатскую диссертацию и остался работать в лаборатории ЯМР.

Помимо регистрации спектров ЯМР Сергей Владимирович занимается и обслуживанием ЯМР спектрометров – заливка криогенных жидкостей (азот и гелий).

Награды

Л.Б. Кривдин - почетная грамота Президента Российской Академии наук (2017)

Л.Б. Кривдин - памятная медаль "300 лет Михаилу Васильевичу Ломоносову" (2012)

Т.И. Вакульская, Л.И. Ларина, А.И. Албанов - юбилейные медали "В память 350-летия Иркутска" (2012)

Л.Б. Кривдин - почетная грамота губернатора Иркутской области (2011)

К.А. Чернышев - диплом лауреата конкурса "Фонд содействия отечественной науке" в номинации "Лучшие аспиранты РАН" (2008)

Т.И. Вакульская, Л.И. Ларина, А.И. Албанов - почетные знаки СО РАН "Серебряная сигма" (2007)

Л.Б. Кривдин - почетная грамота Министерства образования и науки РФ (2005)

Защиты диссертаций

За время существования лаборатории ее сотрудниками, аспирантами и докторантами было защищено 10 докторских и 25 кандидатских диссертаций.

Гранты и контракты

Грант РФФИ № 18-03-00334 "Структурные исследования комплексных соединений платиновых металлов с аммиакатными лигандами по результатам релятивистских квантово-химических расчетов" (Научный руководитель – к.х.н. В.А. Семенов) – закончен в 2019 г.

Грант РНФ № 14-13-00215 "Релятивистские расчеты магнитно-резонансных параметров в структурных исследованиях новых практически важных органических и элементоорганических соединений" (Научный руководитель – д.х.н., профессор Л.Б. Кривдин) – закончен в 2016 г.

Грант РФФИ № 14-03-00218 А "Стереоэлектронное строение целевых гетероатомных соединений на основе ацетилена по результатам спектроскопии ЯМР и квантово-химических расчетов высокого уровня" (Научный руководитель – д.х.н., профессор Л.Б. Кривдин) – закончен в 2016 г.

Лаборатория ЯМР также на постоянной основе проводит выполнение работ по ряду договоров с предприятиями региона.

Избранные публикации сотрудников лаборатории

Yu.Yu. Rusakov, I.L. Rusakova. An efficient method for generating property-energy consistent basis sets. New pecJ- n (n = 1, 2) basis sets for high-quality calculations of indirect nuclear spin-spin coupling constants involving 1H, 13C, 15N, and 19F nuclei // Phys. Chem. Chem. Phys. - 2021. - V. 23. - P. 14925-14939 (10.1039/D1CP01984H).

Yu. Yu. Rusakov, I. L. Rusakova, What Most Affects the Accuracy of 125Te NMR Chemical Shift Calculations // J. Phys. Chem. A. - 2020. - 124. - 33. - P. 6714–6725 (10.1021/acs.jpca.0c05780).

I.L. Rusakova, Yu.Yu. Rusakov. Quantum chemical calculations of 77Se and 125Te nuclear magnetic resonance spectral parameters and their structural applications (обзор) // Magn. Reson. Chem. - 2021. - 59. - 4. - P. 359-407 (10.1002/mrc.5111).

Larina L.I. Chapter One - Organosilicon azoles: Structure, silylotropy and NMR spectroscopy // Advances of Heterocyclic Chemistry. – 2021. – V. 133. – P. 163.

Krivdin L.B. Carbon-carbon spin-spin coupling constants: Practical applications of theoretical calculations // Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. – 2018. – V. 105. – P. 54-99.

Semenov V.A., Larina L.I., Demina M.M. Stereochemistry and tautomerism of silicon-containing 1,2,3-triazole: ab initio and NMR study // Structural Chemistry. 2020. V. 31. N 5. P. 19271933.

Larina L.I. Nuclear Quadrupole Resonance Spectroscopy: Tautomerism and Structure of Functional Azoles // Crystals. - 2019. – V. 9. – P. 366.

Rusakova I.L., Krivdin L.B. Relativistic effects in the NMR spectra of compounds containing heavy chalcogens // Mend. Comm. – 2018. – V. 28. – N 1. – P. 113.

Krivdin L.B. Calculation of 15N NMR chemical shifts: Recent advances and perspectives // Prog. NMR Spectrosc.  2017. V. 102-103. P. 98119.

Larina L.I. Tautomerism and Structure of Azoles: Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy // Advances of Heterocyclic Chemistry. – 2017. – V. 124. – P. 233321.

Rusakova I.L., Rusakov Yu.Yu., Krivdin L.B. Calculation of 125Te NMR chemical shifts at the full four-component relativistic level with taking into account solvent and vibrational corrections: a gateway to better agreement with experiment // J. Phys. Chem. A  2017. V. 121.P. 47934803.

Rusakov Yu.Yu., Rusakova I.L., Krivdin L.B. On the significant relativistic heavy atom effect on 13C NMR chemical shifts of β- and γ-carbons in seleno- and telluroketones // Mol. Phys. - 2017.

Rusakov Yu.Yu., Rusakova I.L., Krivdin L.B. On the HALA effect of the NMR shielding constants of the compounds containing heavy p-elements // Int. J. Quant. Chem.  2016. – V. 116. N. 19.P. 14041412.

Rusakova I.L., Rusakov Yu.Yu., Krivdin L.B. First example of the correlated calculation of the one-bond tellurium-carbon spin-spin coupling constants: relativistic effects, vibrational corrections, and solvent effects // J. Comput. Chem. - 2016. - V. 37. - N. 15. - P. 1367-1372.

Русакова И.Л., Русаков Ю.Ю., Кривдин Л.Б. Квантово-химические расчеты констант спин-спинового взаимодействия. Издательство "Оттиск". Иркутск, 2016. 353 с.

Samultsev D.O., Semenov V.A., Krivdin L.B. On the accuracy of the GIAO-DFT calculation of 15N NMR chemical shifts of the nitrogen-containing heterocycles – a gateway to better agreement with experiment at lower computational cost // Magn. Reson Chem. – 2014. V. 52, – P. 222230.

Русакова И.Л., Русаков Ю.Ю., Кривдин Л.Б. Теоретические основы релятивистских методов расчета констант спин-спинового взаимодействия в спектрах ядерного магнитного резонанса // Успехи химии. - 2016. – Т. 85. – N 4. – С 356–426.

Krivdin L.B., Rusakov Yu.Yu. Structural and Stereochemical Applications of Computational NMR Using 29Si-1H and 77Se-1H Indirect Spin-Spin Coupling Constants. In: Encyclopedia of Magnetic Resonance. Wiley. - London, 2014.

Русаков Ю.Ю., Кривдин Л.Б. Современные квантово-химические методы расчета констант спин-спинового взаимодействия: теоретические основы и структурные приложения в химии // Успехи химии. – 2013. – Т. 82. – N 2. – С 99–130.

Rusakova I.L., Krivdin L.B. Karplus dependence of spin-spin coupling constants revisited theoretically. Part 1: Second-order double perturbation theory // Phys. Chem. Chem. Phys. – 2013. – V. 15. – P. 18195-18203.

Rusakova I.L., Krivdin L.B., Rusakov Yu.Yu., Trofimov A.B. Algebraic–diagrammatic construction polarization propagator approach to indirect nuclear spin–spin coupling constants // J. Chem. Phys. – 2012. – V. 137, N 4. – P. 044119.

Chernyshev K.A., Larina L.I., Chirkina E.A., Krivdin L.B. The effects of intramolecular and intermolecular coordination on 31P nuclear shielding: phosphorylated azoles // Magn. Reson. Chem. – 2012. – v. 50, N 2. – P. 120–127.

Vakulskaya T. I., Larina L.I. Radical anions of flavonoids // Magn. Reson Chem. – 2011. V. 49, N 8. – P. 508-513.

Larina L.I., Lopyrev V.A. Nitroazoles: Synthesis, Structure and Application. Springer. - New York, 2009. 446 p.

Krivdin, L.B., Contreras, R. Recent Advances in Theoretical Calculations of Indirect Spin-Spin Coupling Constants // Ann. Rep. NMR Spectr. – 2007. V. 61, N 8. – P. 133245.