ПРИШЛИТЕ СВОЮ НОВОСТЬ!
Лента новостей
Выбрать категорию:
04 марта
03 марта
02 марта
01 марта
28 февраля
27 февраля
26 февраля
25 февраля
24 февраля
23 февраля
22 февраля
21 февраля
20 февраля
19 февраля
18 февраля
17 февраля
16 февраля
15 февраля
14 февраля
13 февраля
12 февраля
11 февраля
10 февраля
09 февраля
08 февраля
06 февраля
05 февраля
04 февраля
03 февраля
02 февраля
01 февраля
31 января
30 января
29 января
28 января
27 января
26 января
25 января
24 января
23 января
22 января
ГОЛОСОВАНИЕ
Нужна ли астрономия в качестве школьного предмета?

Санкт-Петербург: Химики СПбГУ получили «супрамолекулярные узлы»

25 октября, 21:14

 

25 октября - Молодежные новости. Химики Санкт-Петербургского университета изучили новые соединения металлов, которые в своей структуре содержат особый набор межмолекулярных взаимодействий с участием атомов галогенов, названный «супрамолекулярным узлом». Открытие поможет при создании лекарственных препаратов и различных новых материалов.

Рисунок из статьи, в которой описаны результаты исследования, размещен на обложке последнего номера журнала Chemistry — A European Journal.

Среди всех химических элементов атомы галогенов отличаются наибольшей склонностью притягивать электроны, то есть обладают наибольшей электроотрицательностью. В результате в подавляющем большинстве своих соединений они несут на себе частичный отрицательный заряд. Однако еще в 1970 году нобелевский лауреат по химии Одд Хассель в своей нобелевской лекции «Структурные аспекты межатомных взаимодействий с переносом заряда» отметил способность атомов галогенов взаимодействовать с отрицательно заряженными центрами, то есть нуклеофилами.

Такое взаимодействие, на первый взгляд, противоречит здравому смыслу, так как сами атомы галогенов несут на себе отрицательный заряд. Консенсус среди исследователей в понимании этого явления был достигнут только спустя 43 года после лекции Хасселя, в 2013 году, когда Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) опубликовал работу, определяющую взаимодействия атомов галогенов с нуклеофилами как «галогенную связь».

Исследование поддержано Российским научным фондом (грант № 19‐13‐00013), Российским фондом фундаментальных исследований (проект № 18‐29‐04006) и Советом при президенте Российской Федерации по науке, технологиям и образованию (проект № MK‐4457.2018.3).

Галогенная связь по своей сути является аналогом широко известной водородной связи, в которой функцию атома водорода выполняет атом галогена. Галогенная связь возможна благодаря тому, что заряд вокруг атомов галогенов распределен неравномерно и во многих их соединениях наблюдается область с недостатком отрицательного заряда, то есть положительно заряженная область. Именно благодаря ее наличию возможно взаимодействие галогена с нуклеофилом. Галогенные связи важны в биохимии при метаболизме галогенсодержащих соединений, в материаловедении — при создании люминофоров (светящихся веществ) с регулируемыми фотофизическими свойствами и для стабилизации бризантных взрывчатых веществ.

В недавно опубликованной работе химиков из СПбГУ петербургские исследователи показали, что галогенные связи, возникающие между четырьмя атомами галогенов в структурах известных и новых симметричных соединений платины и палладия, заставляют молекулы этих соединений группироваться в супрамолекулярные слои. Особенностью этих взаимодействий является то, что они происходят с участием атомов галогенов, привязанных к углероду, у которых есть область с положительным зарядом, а также атомов галогенов, соединенных с атомами металлов, у которых этой области нет (см. рисунок). В итоге отталкивание галогенов (обозначены на рисунке минусами) при атомах металлов компенсируется их притяжением к атомам галогенов (обозначены на рисунке плюсами) при атомах углерода.

Такое «внутреннее напряжение» противоборствующих сил, которое имеется в этом наборе взаимодействий, и мотивировало авторов работы назвать его «супрамолекулярным узлом», в котором отрицательные заряды стянуты под действием их притяжения к положительным.

«В перспективе такой тип взаимодействий поможет эффективно выстраивать материалы с новыми регулируемыми полезными свойствами, в которых силы межатомного отталкивания могут быть компенсированы силами межатомного притяжения. Это могут быть лекарственные препараты, светоизлучающие материалы с настраиваемыми характеристиками, а также стабилизированные энергетические конденсированные системы», — отметила один из авторов исследования, профессор СПбГУ, профессор РАН Надежда Бокач.

 

Источник: СПбГУ