Сменить язык:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки

Институт органической и физической химии им. А. Е. Арбузова

Казанского научного центра Российской академии наук

Пресса и ТВ

12 молодых учёных Татарстана получили гранты Президента России 04 октября '17

12 молодых казанских учёных получили гранты Президента РФ и проведут исследования в сфере биологии, медицины, математики, химии, сельского хозяйства и других.

Получателями грантов Президента России стали 12 самых перспективных ученых Татарстана 04 октября '17

От 600 тысяч до миллиона рублей получат 3 сотрудника института имени Арбузова, 5 молодых ученых КФУ и 4 специалиста Института биохимии и биофизики.

Итоги 2013 года

1. Синтезирован неизвестный ранее класс макроциклов, содержащих до четырех фрагментов дитерпеноида изостевиола (или стевиола), ковалентно связанных полифункциональными спейсерами. Среди них найдены низкотоксичные соединения, не имеющие фармакофорных азотсодержащих группировок, которые ингибируют рост Micobacterium Tuberculosis (H37Rv in vitro) на уровне лекарственного препарата изониазид.

 

 

Аннотация: Среди более трех тысяч вторичных метаболитов макроциклического строения, выделенных из природных источников различного происхождения (макролактамы, макролиды, циклопептиды, полисахариды, сесквитерпеноиды и др.), охарактеризовано около ста макроциклов, являющихся дитерпеноидами. Все они проявляют ту или иную биологическую активность различного уровня, но не могут служить платформой для создания терапевтических агентов, так как содержатся, в основном, в редких кораллах, извлекаются из которых в количествах мене 1%. Все природные макроциклические дитерпеноиды представляют собой 10-15-членные циклы, к которым аннелированы циклопропановое или циклопентановое кольца, то есть один макроцикл является одной молекулой дитерпеноида. Нами впервые синтезированы макроциклы, построенные из одной, двух и четырех молекул дитерпеноидов, ковалентно связанных спейсерами различного строения (ангидридные, сложноэфирные, гидразидные, гидразидогидразонные). Макроциклические дитерпеноиды такого строения в литературе до нас никто не описывал. В качестве дитерпеноидов нами использованы стевиол (13-гидрокси-энт-каур-16-ен-19-овая кислота) и его изомер изостевиол (16-оксо-энт-бейеран-19-овая кислота), легко получаемые гидролизом гликозидов растения Stevia rebaudiana, производимых в тоннажном количестве в Китае, Японии, странах Юго-Восточной Азии в качестве безкалорийных заменителей сахара, и доступных на пищевом рынке России. Выборочное тестирование синтезированных соединений показало, что макроциклы, не содержащие фармакофорных азотсодержащих группировок, ингибируют рост Micobacterium Tuberculosis (H37Rv in vitro) на уровне лекарственного препарата изониазид, что свидетельствует об их воздействии на неизвестные ранее биомишени, отвещающие за рост бактерий патогена.

 

Авторский коллектив: д.х.н., проф. В.Е. Катаев, к.х.н. И.Ю. Стробыкина к.х.н. Б.Ф.Гарифуллин, к.х.н. О.В. Андреева, к.х.н. Р.Н. Хайбуллин, к.х.н. М.Г. Беленок (Корочкина), к.х.н. В.М. Бабаев, к.х.н. И.Х. Ризванов, к.х.н. А.Б. Добрынин, к.х.н. О.А. Лодочникова.

 

Публикации:
1. B.F. Garifullin, O.V. Andreeva, I.Yu. Strobykina, V.M. Babaev, V.E. Kataev Macrocyclic Derivatives of Diterpenoid Isosteviol with Hydrazide and Hydrazone Moieties // Macroheterocycles -2013. -Vol. 6. –N 2. –P. 184-191.
2. M.G. Korochkina, A.D. Nikitashina, R.N. Khaibullin, K.A. Petrov, I.Yu. Strobykina, V.V. Zobov and V.E. Kataev. Unfolded and macrocyclic ammonium derivatives of diterpenoids steviol and isosteviol having choline moieties. Synthesis and inhibitory activities toward acetylcholine- and butyrylcholinesterases // Med. Chem. Comm. -2012. -Vol. 3. –P. 1449–1454.
3. R.N. Khaybullin, I.Yu. Strobykina, A.B. Dobrynin, A.T. Gubaydullin, R.V. Chestnova, V.M. Babaev and V.E. Kataev. Synthesis and antituberculosis activity of novel unfolded and macrocyclic derivatives of ent-kaurane steviol // Bioorg. Med. Chem. Lett., -2012. –Vol. 22. –P. 6909–6913.
4. Khaybullin R.N., Strobykina I.,Yu., Gubskaya V.,P., Fazleeva G.,М., Latypov Sh.,K., Kataev V.E. New malonate macrocycle bearing two isosteviol moieties and its adduct with fullerene C60 // Mendeleev Comm. -2011. -Vol. 21. –N 3. –P. 134-136.
5. Б.Ф.Гарифуллин, И.Ю.Стробыкина, О.А.Лодочникова, Р.З.Мусин, А.Т.Губайдуллин, В.Е. Катаев Синтез макроциклов с одним и более энт-бейерановыми каркасами на основе дитерпеноида изостевиола // Химия природ. соед., -2011. –Т. 47. -№ 3. –С. 377-381.

2.  Сконструированы новые рН-зависимые наноконтейнеры на основе неионных поверхностно-активных веществ и амфифильных пиримидинофанов для контролируемой доставки лекарственных средств. Строение наноконтейнеров и связывание-высвобождение нерастворимых в воде субстратов регулируется кислотно-щелочным балансом среды и обусловлено способностью пиримидинофана обратимо изменять свое конформационное состояние.

 

 

 

 

 

 

Аннотация: Взаимодействием 1,3-бис(бромалкил- или ксилиленил)урацила, замещенного урацила, хиназолин-2,4-диона с аминами (алифатическими аминами, бензиламином, замещенным бензиламином, нафтилметиламином, анизидином) синтезирован ряд макроциклических соединений, содержащих один пиримидиновый и декаметиленовый или додекаметиленовый -(СH2)nN(R)(CH2)n-мостик (n=5,6), соединяющий атомы N1 и N3 гетероциклического фрагмента. В ряду пиримидинофанов с декаметиленовой соединительной цепочкой по данным РСА в кристаллах и ЯМР в растворах макроциклы находятся в «свернутой» конформации, характеризующейся сближенными на 2.5-3.4 Å урациловым фрагментом и заместителем при алифатическом атоме N. При этом как в полярных, так и в неполярных растворителях добавление в раствор макроцикла органической или неорганической кислоты (HA) приводит к изменению конформации пиримидинофанов. При добавлении в раствор основания B (NEt3 или NaOH) в результате депротонирования восстанавливается исходное «свернутое» состояние. Конформационные изменения при протонировании-депротонировании атома N в мостике в молекулах пиримидинофанов проявляются в характерных особенностях спектров ЯМР 1Н растворов макроциклов, а также в изменении величины ядерного эффекта Оверхаузера между протонами урацилового фрагмента и заместителя при атоме N в соединительной цепочке.

На базе гидрофобного пиримидинофана с додекаметиленовым мостиком и классического неионного поверхностно-активного вещества (Тритон-Х-100) создана водорастворимая супрамолекулярная система. Методом спектроскопии ЯМР в растворах продемонстрировано, что стабильность супрамолекулярной системы определяется соотношением компонент, а структура может обратимым образом контролироваться путем изменения pH среды, в свою очередь определяющей конформационное состояние пиримидинофана. Полученные результаты позволяют рассматривать созданный молекулярный ансамбль в качестве катионного наноконтейнера с контролируемой функцией «связывание-высвобождение».

 

Авторский коллектив: д.х.н., проф. В.С. Резник (рук.), д.х.н. Ш.К. Латыпов, д.х.н., проф. Л.Я. Захарова, к.х.н. М.А. Воронин, к.х.н. А.Е. Николаев, к.х.н., доц. В.Э. Семенов, к.х.н. С.В. Харламов.

 

Публикации:
1. L. Galiullina, A. Nikolaev, V. Semenov, V. Reznik, Sh. Latypov. Structure of pyrimidinocyclophanes in solution by NMR. // Tetrahedron. - 2006. - Vol. 62. - P. 7021-7033.
2. В. Э. Семенов, А.Е. Николаев, А.В. Козлов, Ю.Я. Ефремов, Ш.К. Латыпов, В.С. Резник. Синтез пиримидиноциклофанов, содержащих атом азота в мостике. // Ж. Орг. Химии. – 2008. – Т.44.-N 6.-С.890-898.
3. В. Э. Семенов, А.Е. Николаев, А.В. Козлов, С.Н. Подъячев, О.А. Лодочникова, О.Н. Катаева, Ш.К. Латыпов, В.С. Резник. Строение и свойства макроциклических структур, содержащих один пиримидиновый фрагмент. // Ж. Орг. Химии. – 2008. – Т.44.-N 6.-С.899-908.
4. S.V. Kharlamov, M.A. Voronin, V.E. Semenov, D.R. Gabdrakhmanov, A.S. Strobykina, A.E. Nikolaev, V.S. Reznik, L.Ya. Zakharova, A.I. Konovalov Tunable biomimetic systems based on a novel pyrimidinophane and a helper nonionic surfactant // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. – 2013. – Vol. 111. - P. 218-223.

3. Разработаны эффективные катализаторы электрохимической генерации водорода и его окисления в топливных элементах на основе комплексов Ni (II) со специально сконструированными циклическими P,N-лигандами, содержащими дополнительный атом азота экзоциклического пиридильного заместителя при атоме фосфора. Активность разработанных катализаторов в органических средах превышает активность известных синтетических катализаторов и природных гидрогеназ.

 

 

Аннотация: Реакция обратимого взаимопревращения протонов и водорода H2 является важным элементом концепции энергетической безопасности, поскольку H2 можно рассматривать как уникальный источник энергии. Однако, даже довольно эффективные и коммерчески доступные технологические устройства, такие как электролизеры (для преобразования электрической энергии в химическую через производство H2) и топливные элементы (для преобразования химической энергии в электрическую через окисление H2) в большинстве случаев используют для катализа неприемлемо дорогостоящие металлы, такие как платина. В то же время известно, что биологические объекты - гидрогеназы - эффективно катализируют как получение, так и окисление водорода с использованием распространенных на земле металлов (никель и железо). Знания о структуре и механизме действия энзимов побудили нас к конструированию новых биомиметических каталитических систем на основе каркасных структур, содержащих координирующие атомы фосфора, которые связываются с атомами металла, и атомов азота, как эндо-, так и экзоциклических, которые участвуют во вторичных взаимодействиях подобно металлоэнзимам.
Был получен новый тип гибридных систем, представляющий собой 1,5-диаза-3,7-дифосфациклооктаны с пиридин-2-ильными заместителями при атомах фосфора. Изучена комплексообразующая способность новых лигандов с металлами 10 группы (Ni(II), Pt(II), Pd(II)). Показано, что азот пиридильного фрагмента не участвует в координации, а проявляет основные свойства, являющиеся ключевыми во вторичных процессах. Проведено тестирование ряда комплексов никеля с новыми лигандами в соотношениях Ni : L = 1 : 2 и разными противоионами (X = Cl–, BF4–). в реакции генерирования H2 из СF3COOH в ДМФА и MeCN. Показано, что TOF новых каталитических систем составляет от 3050 s-1 до 5200 s-1, что превышает каталитические свойства известных на сегодняшний день аналогов для органических сред.
Исследованы каталитические свойства новых комплексов в процессах окисления водорода в специально сконструированной миниатюрной модели топливного элемента и показано, что при введении комплексов наблюдается повышение плотности мощности ТЭ (диагностические кривые) на 30-52 %.
Таким образом, бис-P,P-хелатные комплексы никеля (II) с новыми 1,5,3,7-диазадифосфациклооктановыми лигандами с пиридин-2-ильными заместителями при атомах фосфора проявляют высокую каталитическую активность в процессах электрохимического окисления и синтеза водорода за счет синергетического эффекта от объединения двух структурных фрагментов - аминометилфосфиновой и пиридильной функций.

 

Авторский коллектив: к.х.н. Э.И. Мусина, к.х.н. И.Д. Стрельник, В.А. Хризанфорова, М.И. Валитов, д.х.н., проф. А.А.Карасик, д.х.н. Ю.Г.Будникова, д.х.н., доц. М.К.Кадиров, акад. О.Г.Синяшин (рук.).

 

Публикации:
1. E.I.Musina, I.D. Strelnik, T.I. Fesenko, D.B. Krivolapov, A.A. Karasik, E. Hey-Hawkins,O.G.Sinyashin. Nickel(II) Complexes of Novel P,N-Heterocycles Based on Pyridylphosphines. // Phosphorus, Sulfur and Silicon and the Rel.El. – 2013 - V. 188. – N 1-3 – P. 59-60.
2. Y.H. Budnikova, V.V. Khrizanforova, R.M. Galimullina, A.A. Karasik, E.I.Musina, А.R. Burilov, O.G.Sinyashin. New biomimetic catalysts for the electrochemical processes on the basis of redox-active linear and macrocyclic frame structures. // Phosphorus, Sulfur and Silicon and the Rel.El. – 2013 - V. 188. – N 1-3 – P. 84-90.
3. В. В. Хризанфорова, Ю. Г. Будникова, И. Д. Стрельник, Э.И.Мусина, М. И. Валитов, М. К. Кадиров, А.А.Карасик, О.Г.Синяшин. Биомиметические катализаторы процессов окисления водорода на основе комплексов никеля с циклическими лигандами, содержащими координирующие атомы фосфора и азота. // Изв.АН, Сер. хим, 2013, № 4, 1003-1009.
4. Andrey A. Karasik, Anna S. Balueva, Elvira I. Musina, Oleg G. Sinyashin. Chelating cyclic aminomethylphosphines and their transition metal complexes as a promising basis of bioinspired mimetic catalysts. // Mendeleev Commun. – 2013. – V. 23. – N. 8. – P. 237-248.
5. Elvira I. Musina, Vera V. Khrizanforova, Igor D. Strelnik, Murad I. Valitov, Yulia S. Spiridonova, Dmitry B. Krivolapov, Igor A. Litvinov, Marsil K. Kadirov, Peter Lönnecke, Evamarie Hey-Hawkins, Yulia H. Budnikova, Andrey A. Karasik, Oleg G. Sinyashin. Novel functional cyclic aminomethylphosphine ligands for the construction of catalysts for electrochemical hydrogen transformations // Chemistry a European Journal. Принята в печать.

 

4. Разработан новый аналитический метод флуоресцентного распознавания близких по структуре антибиотиков фторхинолонового ряда в водных растворах за счет лигандного обмена в комплексах Tb(III) и Eu(III) в составе люминесцентных наночастиц. Показано, что селективность, простота пробоподготовки и предел обнаружения (в наномолярном диапазоне) данного метода превосходят известные аналоги, используемые для контроля качества продуктов животноводства.

 

 

Аннотация:  Процессы ионного и лигандного обмена лежат в основе сенсорной функции комплексов лантанидов в растворах. Однако использование комплексов лантанидов в качестве молекулярных сенсоров ограничивается недостаточной растворимостью в водных растворах и деградацией люминесцентных свойств в растворах буферов и биосубстратов. Капсулирование люминесцентных комплексов в полиэлектролитную или силикатную оболочку позволяет не только «защитить» сенсор от деградации в растворах хелатирующих анионов, но и повысить селективность флуоресцентного распознавания за счет функционализации поверхности наночастиц. Разработан новый подход к определению антибиотиков фторхинолонового ряда в нано- и микромолярном диапазонах концентраций в водных растворах за счет процессов сенсибилизации и тушения люминесценции наночастиц на основе смешаннолигандных комплексов европия с фосфиноксидом. Преимуществом разработанного подхода является возможность распознавания фторхинолонов различной структуры с помощью флуоресцентного отклика, в то время как известные из литературы флуоресцентные методики ограничиваются групповым определением фторхинолонов различной структуры. Основой селективного люминесцентного отклика наночастиц является обмен лигандов (фосфиноксида на фторхинолоны) в координационной сфере иона европия на поверхности наночастиц. В отличие от комплексообразования в растворах лигандный обмен на границе раздела фаз наночастица/раствор в значительной степени регулируется природой и количеством полимерных слоев на поверхности люминесцентного темплата.

 

Авторский коллектив: Н.В. Давыдов, к.х.н. Р.Р. Заиров, член-корр. РАН В.Ф. Миронов, к.х.н. Д.А. Татаринов, к.х.н. В.В. Сякаев, д.х.н., проф. С.А. Кацюба, к.х.н. Е.Е. Зверева, акад. А.И. Коновалов (рук.), д.х.н., доц. А.Р.Мустафина.


Публикации:
1. A. Mustafina, N. Davydov, V. Burilov, E. Zvereva, S. Katsuba, L. Vagapova, A. Konovalov. The complex formation of d-metal ions at the interface of Tb(III) doped silica nanoparticles as a basis of substrate responsive Tb(III) centered luminescence. // Chem. Phys. Chem. 2012, 13, 3357-3364.
2. Nikolay Davydov, Rustem Zairov, Asiya Mustafina, Viktor Syakaev, Dmitry Tatarinov, Vladimir Mironov, Sergei Eremin, Alexander Konovalov. Determination of fluoroquinolone antibiotics through the fluorescent response of Eu(III) based nanoparticles fabricated by layer-by-layer technique. // Analytica Chem. Acta., 2013, 784, 65-71.

 

5. Разработана новая методика обнаружения подтока легких углеводородов в залежи высоковязких нефтей карбонатных коллекторов, основанная на анализе градиента концентраций по глубине залегания высококонденсированных асфальтенов и высокомолекулярных парафинов с числом атомов углерода >40. Учет подтока позволяет повысить долю извлекаемых запасов нефтяных месторождений за счет вовлечения в разработку запасов более легкой нефти из низкопроницаемых карбонатных пропластов.

 

Аннотация: Постепенное истощение запасов нефти в высокопродуктивных нефтенасыщенных коллекторах требует ускоренного развития современных технологий извлечения нефтей из категории трудноизвлекаемых. Такая категория запасов нефтей в значительных объемах сосредоточена в карбонатных коллекторах. Несмотря на их высокую распространенность на территории Поволжья, отмечается низкая степень их промышленного освоения. Особенно сложным является понимание механизма формирования залежи в карбонатных пластах, так как в процессе их разработки происходит постоянное изменение структуры пустотно-порового пространства и фильтрационно-емкостных свойств. Сравнительный анализ большого массива образцов кернового материала, отобранного из отложений карбона верейского и башкирского возрастов, выявил участки в нефтяном пласте башкирского яруса Аканского месторождения с аномально легким фракционным составом вмещаемой нефти, определенным методом термического анализа по методике, разработанной ранее нами (T.N. Yusupova, L.M. Petrova, R.Z. Mukhametshin, T.R. Foss, Yu.M. Ganeeva. Distribution and composition of organic matter in oil- and bitumen-containing rocks in deposits of different ages // J. of Thermal Analysis and Calorimetry.-1999.-V.55.-P.99-107.). При изучении состава и физико-химических свойств подвижной части нефтяного флюида (добываемых нефтей) башкирского яруса установлено бимодальное молекулярно-массовое распределение (ММР) алканов (рис. в-г), характерное для процессов смешения нефтей разных генераций (С.Б. Остроухов, В.А. Бочкарев. Изменения состава нефтяных залежей разломно-блоковой системы в процессе их разработки (на примере Алексеевского месторождения) // Материалы VII Международной конференции «Химия нефти и газа», Томск: Изд-во Института оптики и атмосферы СО РАН. 2009. - С. 185-188. O.C. Mullins, J.Y. Zuo, D.E. Freed, H. Elshahawi, M.E. Cribbs, V.K. Vishra, A. Gisolf. Downhole Fluid Analysis Coupled with Novel Asphaltene Science for Reservoir Evaluation // SPWLA 51th Annual Logging Symposium, June 19-23, 2010.), по сравнению с унимодальным ММР алканов для нефтей верейского горизонта (рис. б). Высокое содержание в углеводородном составе нефтей башкирского яруса легких углеводородов С9-С20 также указывает на условия многостадийного заполнения залежи в этих отложениях. Впервые для добываемых нефтей установлен концентрационный градиент высокомолекулярных компонентов по глубине залегания нефти, а именно в нижней части пласта башкирского яруса, зафиксировано увеличение содержания асфальтенов, особенно обогащенных молекулами с высококонденсированной структурой (рис., а), и содержание самых высокомолекулярных тугоплавких парафинов С40-С60 (рис. б-д). Выявленный концентрационный градиент также является свидетельством подтока легких углеводородных фракций и может указывать на наличие флюидодинамической связи в пласте, что представляет большую практическую ценность для нефтяников-разработчиков (справка прилагается).
Таким образом, впервые установлено: 1) наличие градиента концентраций высококонденсированных молекул асфальтенов и парафинов С40+ по глубине залегания нефти. 2) наличие более легкой нефти в низкопроницаемых пропластках карбонатных коллекторов.

 

Рисунок. Градиент содержания асфальтенов (а) и высокомолекулярных парафинов (б-д) по глубине залегания нефти Аканского месторождения

 

Авторский коллектив: д.х.н., проф. Т.Н. Юсупова, к.х.н. Ю.М. Ганеева, А.З. Тухватуллина, к.х.н. Е.Е. Барская, д.х.н., проф. Г.В. Романов (рук.).

Публикации:
1. Юсупова Т.Н., Ганеева Ю.М., Тухватуллина А.З., Романов Г.В., Муслимов Р.Х., Круглов М.П. «Состав нефтей в карбонатных пластах верейских и башкирских отложений Аканского месторождения Республики Татарстан» // Нефтехимия. – 2012. – №4. – С. 243-248.
2. A.Z. Tukhvatullina, E.E. Barskaya, V.N. Kouryakov, Yu.M. Ganeeva, T.N. Yusupova, G.V. Romanov «Supramolecular structures of oil systems as the key to regulation of oil behavior» // Journal of Petroleum & Environmental Biotechnology. – 2013. – Vol.4, No.4. DOI 2157-7463.1000152.pdf).
3. Ganeeva Yu.M., Yusupova T.N., Romanov G.V., Bashkirtseva N.Yu. Phase composition of asphaltenes // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. DOI 10.1007/s10973-013-3442-3.
4. Ганеева Ю.М., Юсупова Т.Н., Тухватуллина А.З., Охотникова Е.С., Романов Г.В., Круглов М.П. Новый подход к выявлению флюидодинамической связи в нефтеносном пласте (на примере Аканского месторождения). Доклады Академии наук. – 2014. – №1. Принято к печати.

6. Выявлены и рекомендованы для биомедицинских испытаний новые агенты-переносчики ДНК на основе катионных пиримидинсодержащих, дитерпеноидных и гидроксиэтилированных геминальных амфифилов, удовлетворяющие критериям высокой эффективности трансфекции, биосовместимости и низкой токсичности.

 

 

Аннотация: Поиск новых катионных амфифилов, обладающих комплексообразующей способностью в отношении нуклеиновых кислот – это одна из ключевых фундаментальных проблем в области биотехнологий, направленная на создание агентов-переносчиков ДНК, альтернативных вирусным векторам. В отличие от последних, синтетические катионные ПАВ не имеют иммунного отклика, значительно упрощают применяемые протоколы и допускают их масштабирование. В соответствии с критериями, предъявляемыми к агентам-трансфектантам (низкие концентрации, биосовместимость, низкая токсичность, биоразлагаемость) нами исследованы два типа амфифилов, содержащих биофрагменты: пиримидиновый, комплементарный к азотистым основаниям ДНК, и дитерпеноидный, близкий по структуре к холестерину, а также гидроксиэтильные геминальные ПАВ с низким порогом агрегации в микромолярном диапазоне. Пиримидинсодержащие ПАВ были подобраны таким образом, чтобы дифференцировать вклад различных межмолекулярных взаимодействий в комплексообразование ПАВ/ДНК. Болаформные ПАВ, не способные к мицеллообразованию, позволяют выявить вклад стехиометрических электростатических взаимодействий. Монокатионное пиримидинсодержащее ПАВ, имеющее подвижный атом водорода, способно к специфическим комплементарным взаимодействиям. Использование геминальных пиримидинсодержащих ПАВ позволяет оценить вклад кооперативного заряда мицелл, гидрофобности и мицеллообразующей способности, определяемой величиной критической концентрации мицеллообразования (ККМ). Полученные результаты продемонстрировали принципиальную роль кооперативных электростатических взаимодействий и гидрофобного эффекта. На примере дитерпеноидных ПАВ впервые показана ключевая роль природы противоиона в структурном поведении и способности встраиваться в бислой. Установлено, что только противоион Br- придает дитерпеноидному амфифилу способность к морфологическим перестройкам мицелла-везикула-мицелла и образованию смешанных ПАВ-липидных липосом-наноконтейнеров для гидрофобных субстратов. Гидроксиэтильные геминальные ПАВ проявили себя в качестве эффективных векторов-трансфектантов, причем эффективность трансфекции определяется протяженностью метиленового спейсера. По результатам работы выбраны соединения-лидеры, способные эффективно связывать нуклеиновые кислоты, которые рекомендованы для дальнейших исследований в качестве невирусных векторов-трансфектантов.

 

Авторский коллектив: д.х.н., проф. Л.Я.Захарова, к.х.н. М.А.Воронин, к.х.н. Д.Р.Габдрахманов, к.х.н., доц. В.Э.Семенов, д.х.н., проф. В.С.Резник (рук.), д.х.н., проф. В.Е.Катаев, акад. А.И.Коновалов, д.х.н., проф. Ю.Ф.Зуев (КИББ, КазНЦ РАН), д.х.н., проф. А.Г.Покровский (НГУ, Новосибирск).

 

Публикации:
1. Voronin M.A.; Gabdrakhmanov D.R.; Khaibullin R.N.; Strobykina I.Yu.; Kataev V.E.; Idiyatullin B.Z.; Faizullin D.A.; Zuev Yu.F.; Zakharova L.Ya., Konovalov A.I. Novel biomimetic systems based on amphiphilic compounds with a diterpenoid fragment: role of counterions in self-assembly // J. Colloid Interface Sci. - 2013. - Vol. 405. - P. 125-133.
2. Gabdrakhmanov D.R.; Voronin M.A.; Zakharova L.Ya.; Konovalov A.I.; Khaybullin R.N.; Strobykina I. Yu.; Kataev V.E.; Faizullin D.A.; Gogoleva N.E.; Konnova T.A.; Salnikov V.V.; Zuev Yu.F. Supramolecular design of biocompatible nanocontainers based on amphiphilic derivatives of a natural compound isosteviol // Phys. Chem. Chem. Phys. - 2013.- Vol. 15. - Issue 39. - P. 16725-16735.
3. Zakharova L.Ya.; Voronin M.A.; Gabdrakhmanov D.R.; Semenov V.E.; Giniyatullin R.Kh., Syakaev V.V.; Latypov Sh.K.; Reznik V.S.; Konovalov A.I.; Zuev Yu.F. Supramolecular systems based on mono- and dicationic pyrimidinic amphiphiles: self-organization and complexation with oligonucleothides // Chem. Phys. Chem. - 2012. - Vol. 13. - P. 788-796.
4. Zakharova L.Ya.; Kashapov R.R.; Vagapova G.I.; Gabdrakhmanov D.R.; Vasilieva E.A. Comparative study of aqueous solutions of cationic surfactants: structure/activity relation in their aggregation and solubilization behavior and complexation with oligonucleotide // Chem. Lett. - 2012. - Vol. 41. - No. 10. - P. 1226-1228.
5. Григорьев И.В.; Коробейников В.А.; Чересиз С.В.; Покровский А.Г.; Захарова Л.Я.; Воронин М.А.; Лукашенко С.С.; Коновалов А.И.; Зуев Ю.Ф. Катионные геминальные ПАВ как новые средства доставки плазмидной ДНК в клетки // Докл. Акад. Наук. - 2012. - Т. 445. - No. 3. - С. 349-352.
 

7. Обнаружена новая электрохимическая реакция С-Н замещения в арилпиридинах, катализируемая палладием в высших степенях окисления, которая позволяет вводить повышающие биоактивность фторалкильные группы в орто-положение арильного фрагмента.

 

 

Аннотация: Предложен новый подход к осуществлению реакций направленной активации и функционализации C-H связей на основе контролируемого образования мономерных или димерных палладиевых циклов и варьирования количества пропущенного электричества. Впервые предложена окислительная С-Н активация в условиях электрохимического синтеза, исключающая использование специально добавленных окислителей, которые очень дороги, трудно отделимы от реакционной смеси и не всегда совместимы с другими функциональными группами молекулы, а также характеризующаяся мягкими условиями и высокими выходами продуктов. Обнаружено существенное влияние структуры палладиевых комплексов (мномерное, димерное или полимерное) на успешность реакции C-Н функционализации. Электрохимическое окисление перфтороацетата палладия в присутствии 2-фенилпиридина способствует каталитической реакции орто-CH замещения. В качестве промежуточных соединений были выделены и охарактеризованы металлоциклы Pd(II) с Pd-связанными ацетат-, перфтороацетат- и перфторгептаноат- заместителями: биядерные [(PhPy)Pd(µ-OAc)]2, [(PhPy)Pd(µ-TFA)]2 и моноядерные [(PhPy)Pd(TFA)](CH3CN), [(PhPy)Pd(TFA)](PhPy), [(PhPy)Pd(PFH)](PhPy). Фторацетатные производные, как было найдено, существуют в равновесии между одноядерными и двухъядерными формами, зависимом от растворителя. Циклическая вольтамперометрия была использована для выяснения окислительно-восстановительных свойств палладациклов и путей окисления в конечные продукты. Так, окисление мономерных палладиевых циклов приводит к образованию продуктов C-H замещения (RF, OC(O) RF) с хорошим выходом (до 85%), а димерных - нет. Продемонстрирована возможность создания полимерных структур со связями Pd-Pd при электрохимическом окислении некоторых димерных палладиевых циклов.

 

Авторский коллектив: Ю.Б.Дудкина, к.х.н. Т.В.Грязнова, д.х.н. Ю.Г.Будников (рук.)

 

Публикации:
1. Dudkina, Y.B., Mikhaylov, D.Y., Gryaznova, T.V., Tufatullin, A.I., Kataeva, O.N., Vicic, D.A., Budnikova, Y.H. Electrochemical ortho functionalization of 2-phenylpyridine with perfluorocarboxylic acids catalyzed by palladium in higher oxidation states. // Organometallics 2013, 32, 4785-4792.
2. Dudkina Yu.B., Mikhaylov D.Y., Gryaznova T.V., Sinyashin O.G., Vicic D.A., Budnikova Yu.H. M(II)/M(III)-Catalyzed ortho-fluoroalkylation of 2-phenylpyridine. // Eur. J. Org. Chem. 2012, 2114–2117.
3. Д.Ю.Михайлов, Ю.Г.Будникова. Фторалкилирование органических соединений. // Успехи химии, 2013, 82 (9) 835- 864.
4. Y.B.Dudkina, M.N. Khrizanforov, T.V. Gryaznova, Y.H. Budnikova. Prospects of Synthetic Electrochemistry in the Development of New Methods of Electrocatalytic Fluoroalkylation. //J Organomet Chem. DOI 10.1016/j.jorganchem.2013.10.012.

 

8.  Обнаружена новая реакция деарилирования 1,3,5-триазиносодержащих полифенолов, позволяющая получать с количественным выходом неизвестные ранее арилзамещенные соли имидазотриазония – структурные аналоги противовирусных препаратов.

 

 

Аннотация. В литературе имеется большое количество работ, посвященных разработке методов синтеза и изучению свойств конденсированных гетероциклических систем, содержащих фрагмент 1,3,5-триазина, а также их солей. В то же время, количество работ, описывающих синтез солей имидазо[1,2-a]триазония, либо указывающих на возможность их образования в качестве нестабильных интермедиатов, крайне ограничено. Синтез арилзамещенных соединений подобного типа до настоящего времени не описан. Нами установлено, что взаимодействие производных N-(2,2-диэтоксиэтил)-1,3,5-триазин-2-амина с многоатомными фенолами (резорцин, 2-метилрезорцина, пирогаллол) в кислой среде позволяет с высокими выходами получить 1,3,5-триазиносодержащие полифенолы и количественно в мягких условиях осуществить из них синтез стабильных водорастворимых 6-арилзамещенных солей имидазо[1,2-a]триазония. Обнаружено, что образование этих соединений осуществляется в результате неизвестной ранее реакции 1,3,5-триазиносодержащих полифенолов в присутствии минеральных кислот. Структурные аналоги полученных конденсированных гетероциклических систем предложены в качестве противовирусных препаратов (B. Golankiewicz, P. Januszczyk, S. Ikeda, J. Balzarini, E. De Clercq. Synthesis and antiviral activity of benzyl-substituted imidazo[1,5-a]-1,3,5-triazine (5,8-diaza-7,9-dideazapurine) derivatives // J. Med. Chem., 1995. 38. 3558–3565).

 

Авторский коллектив: д.х.н., проф. А.Р. Бурилов, к.х.н. А.С. Газизов, к.х.н. Н.И. Харитонова, д.х.н., проф. М.А. Пудовик, акад. О.Г. Синяшин (рук.).

 

Публикации:
1. Gazizov, A. S.; Kharitonova, N. I.; Burilov, A. R.; Pudovik, M. A.; Sinyashin, O. G. One-pot synthesis of novel s-triazine-containing polyphenols and imidazotriazinium salts. // Monat. Chem. 2013. Vol. 144. P. 1027–1030.
2. Gazizov, A. S., Kharitonova N.I., Khakimov M.S., Burilov A.R., Pudovik M.A. Synthesis of Imidazole and Pyrrolidine Derivatives via Acid-Catalyzed Reaction of Resorcinol with Nitrogen-containing Acetals. Abstr. // VI International Conference “Chemistry of Nitrogen-Containing Heterocycles”, Kharkiv, Ukraine. 2012. P. 15. 


9. Предложен и реализован общий эффективный метод построения индолизиновых макроциклов путем окислительного С–С сочетания α,ω-бис-индолизинов под действием йода в присутствии ацетата натрия. Этим методом синтезированы ранее неизвестные редокс-активные макроциклы с бис-(индолизин-2-ил)хиноксалин-2(1Н)оновым фрагментом и на их основе получены электрохимические сенсоры на ионы металлов, новые селективные редокс-активные и изолирующие пористые полимерные плёнки, а также органические электрохромные материалы.

 

 

Аннотация. Макроциклические соединения, способные обратимо реагировать на внешние воздействия, могут выступать в качестве молекулярных переключателей, мембранных переносчиков, а также представляют большой интерес для создания молекулярных машин, органических электролюминисцентных устройств, материалов и сенсоров для современных технологий, основанных на молекулярных процессах. В супрамолекулярных системах на основе макроциклических соединений, содержащих электрохимически активные структурные блоки, бииндолизиновый фрагмент, в отличие от ферроценового, тетратиофульваленового, кватернизированного 4,4´-дипиридильного, гидрохинонового, анилинового и др., в качестве активного участка, придающего гетероциклофану способность реагировать на внешние воздействия, практически не использовался. Это связано с трудностью введения его в состав макроциклических систем, а также с затруднённостью или невозможностью трансформации индолизинов в 3,3´-бииндолизины при наличии акцепторных или гетарильных заместителей с применением таких окислителей и катализаторов как K3[Fe(CN)6], Pd/C, Pt/C, Fe (III)/O2, обычно используемых в подобных процессах.

 

Авторский коллектив: д.х.н., проф. В.А. Мамедов, к.х.н. А.А. Калинин, д.х.н. В.В. Янилкин, к.х.н. Н.В. Настапова, к.х.н. В.И. Морозов, к.х.н. Е.В. Миронова, к.х.н. И.Х. Ризванов, д.х.н. А.Т. Губайдуллин, д.х.н. Ш.К. Латыпов.

 

Публикации:
1. Mamedov V. A., Kalinin A. A., Samigullina А. I., Mironova E. V., Krivolapov D. B., Gubaidullin A.T., Rizvanov I. Kh. I2–NaOAc-mediated oxidative dimerization of indolizines: an efficient method for the synthesis of biindolizines. // Tetrahedron Lett. – 2013. – Vol. 54. – P. 3348-3352.
2. Mamedov V. A., Kalinin A. A., Gubaidullin A. T., Katsuba S. A., Syakaev V. V., Rizvanov I. K., Latypov Sh. K. Efficient synthesis and structure peculiarity of macrocycles with bi-indolizinylquinoxalinone moieties. // Tetrahedron. – 2013 – Vol. 69. – P. 10675-1068.
3. Янилкин В.В., Настапова Н.В., Степанов А.С., Калинин А.А., Мамедов В.А. Cвязывание катионов 21,31-дифенил-12,42-диоксо-7,10,13-триокса-1,4(3,1)-дихиноксалина-2(2,3),3(3,2)-дииндолизинациклопентадекафаном и его ациклическим прекурсором. // Изв. АН сер. хим. – 2009. – №1. - С. 89-93.
4. Калинин А.А., Мамедов В.А., Янилкин В.В., Настапова Н.В., Ризванов И.Х., Морозов В.И. Макроциклы – производные азотсодержащих гетероциклов. Сообщение 2. Синтез и электрохимические свойства дииндолизинадихиноксалинациклооксаалкафанов. // Изв. АН сер. хим. – 2009. – №7. – С. 1441-1450.
5. Янилкин В.В., Настапова Н.В., Мамедов В.А., Калинин А.А., Губская В.П. Поверхностные пленки, получаемые электрохимическим окислением 1,11-бис(3-индолизин-2-он-1-ил)-3,6,9-триоксаундекана. // Электрохимия. 2007. – Т. 43. – №7. – С. 1187-1193.

 

10. Найден новый стереоселективный способ образования связи углерод-углерод на основе спонтанной перегруппировки бис(2-арилиденамино-арил)арилфосфонитов в производные трициклических спирофосфоранов с P–N и P–O связями, протекающей в мягких условиях.

 

 

 

Аннотация: Предложен мягкий и почти количественный способ образования новой связи С–С на основе новой спонтанной перегруппировки бис(2-арилиденаминоарил)арилфосфонитов в производные трициклических спирофосфоранов со связями P–N и P–O – 1,6,7-триарил-3,4-9,10-диарено-2,11-диокса-5,8-диаза-1-фосфа[01,5,01,8]ундеканы. Продукты реакции представляют собой смесь трех диастереомеров, существование которых обусловлено возникновением в ходе перегруппировки хиральности двух структурно одинаковых атомов углерода и псевдохиральности атома фосфора. Процесс отличается высокой стереоселективностью, приводя к изомерам в соотношении 66 (d,l) : 23 (meso-1) : 1 (meso-2). Все стереоизомеры были разделены колоночной хроматографией, а их пространственное строение установлено методом рентгеноструктурного анализа. Все стереоизомеры в кристалле имеют необычную для пентакоординированного атома фосфора квадратно-пирамидальную конфигурацию.