Строение супрамолекулярных систем на основе амфифильных азотсодержащих соединений, а также тетра(метилвиологен)-каликс[4]резорцинарена по данным диффузионной ЯМР спектроскопии

• Автор: Харламов, Сергей Вячеславович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 111 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ стр.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Молекулы сулрамолекулы наноразмерные устройства

1.2. Поверхносрюактивные вещества. Мицеллообразование

1.3. Перестройка супрамолскулярной структуры под действием внешних факторов молекулярные машины

1.4. Рациональный дизайн и супрамолекулярная структура

1.5. Метод ЯМР высокого разрешения измерения КСД

1.5.1. Метод

1.5.2. Границы применимости метода 2

1.6. Резюме
Глава 2. Методология исследования
2.1. Условия и параметры экспериментов
2.2. Инструментальные проблемы
2.3. Математическая обработка
2.4. Интерпретация результатов
2.5. Резюме
Глава 3. Исследование мицеллообразования
3.1. Исследование мицеллообразования в бинарной системе цетилтриметиламмоний бромида полиэтиленгликоль0монолаурата
3.2. Исследование самоассоциации амфифилыгого пиримидинсодержащего макроцикла
Глава 4. Модели молекулярных машин на базе
функционализированных каликс4резорцинарснов
4.1. Модель рНконтролируемого молекулярного триггера на основе тетраметилвиологенкаликс4резорцинарена
4.1.1 .Анализ химических сдвигов Н и ЯЭО
4.1.2. Результаты диффузионных экспериментов
4.2. Редоксконтролирусмая молекулярная капсула
4.3. Модель редоксконтролирусмой трехкомпонентной супрамолскулярной машины
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В первой его части обсуждается актуальность объектов исследования. Проанализирован круг вопросов, касающихся изучения систем на основе ПАВ и их практического применения, особенно в качестве каталитических ансамблей. Рассмотрены основные подходы, используемые для рационального дизайна подобных объектов. Далее проанализированы работы, связанные с разработкой и исследованием моделей молекулярных машин. Во второй части рассмотрены возможности методик ЯМР спектроскопии высокого разрешения для изучения структуры описанных объектов в жидкости. Выявлены огратгичения в использовании традиционных ЯМР подходов, связанных с большой конформационной лабильностью. ЯМР в исследовании супрамолекулярной структуры различных систем. Вторая глава посвящена результатам критического анализа возможностей и 0раничений метода 2Э ЭОБУ в структурных исследованиях на ряде модельных соединений. Рассмотрены предложенные в литературе пути минимизации данных проблем, сделаны оценки их эффективности. В третьей главе представлены результаты исследования ассоциации в системах азотсодержащих амфифильных соединений. Первая часть главы посвящена изучению мицеллообразования в смешанной системе представителей четвертичных аммониевых ПАВ цетилтр им етил аммоний бромида и оксиэтилировашгых жирных кислот полиэтиленгликоль0монолаурата в растворе хлороформа. Показано, что традиционные способы установления супрамолокулярной структуры в данном случае неэффективны. Метод 2 позволил однозначно показать смешанный характер образующихся мицелл и оценить их радиус. Во второй части рассмотрена самоассоциация амфифильного пиримидинсодержащего макроцикла. Установлено образование молекулярных агрегатов двух типов и сделаны оценки их размеров. Четвертая глава посвящена исследованию моделей молекулярных машин, построенных на базе функционализированных каликс4резорцинаренов и небольших ароматических молекул. Показано, что благодаря тому, что в состав тетраметилвиологенкаликсГ4резорцинарена входят виологеновые фрагменты, он является подходящей основой для и редо неконтролируемых машин. Приведены результаты исследования системы, которая может быть рассмотрена в качестве модели молекулярного триггера она имеет два устойчивых состояния, причем каждое может быть однозначно получено с помощью определенного внешнего стимула вариации . Далее изложены результаты исследования молекулярной капсулы, построенной на основе функционализированных каликс4резорцинаренов, стабильностью которой можно управлять путем внешнего редоксстимула. Также рассмотрена модель трехкомпонентной супрамолекулярной машины, в которой показано управляемое перемещение мобильной компоненты между двумя стационарными. Методология исследования. При проведении экспериментов ЯМР применялись градиентномодифицированные корреляционные методики при определении химической структуры, а таюке импульсные последовательности стимулированного спинэхо с биполярными импульсными градиентами магнитного поля и задержками для компенсации токов Фуко с использованием оборудования и программного обеспечения фирмы . Компьютерные расчеты проводились при помощи программного обеспечения i и i ап . Апробация работы. Основные результаты докладывались на итоговых конференциях ИОФХ им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН в и г. VII Ii iii i i ii. Казань, , IV Всероссийской конференции Новые достижения ЯМР в структурных исследованиях Казань, , 2 Ii i i i i СанктПетербург, , X Ii i Ii II Казань, , 4 Ii i i i i Казань, , VII Научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов научнообразовательного центра Казанского государственного университета Материалы и технологии XXI века Казань, , XIV Всероссийской конференции Структура и динамика молекулярных систем Яльчик, . Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 статей в том числе 6 статей в журналах из рекомендуемого списка ВАК, 5 из них в международных журналах, 8 тезисов докладов. Диссертационная работа выполнена в лаборатории радиоспектроскопии Института органической и физической химии им. А.Е.