Дизайн и получение кристаллических, нанокристаллических и некристаллических форм солей и смешанных кристаллов аминокислот с заданными физическими свойствам

Кристаллические структуры двух смешанных кристаллов глицина с DL-винной и ортофталевой кислотами исследованы в температурном диапазоне 293 - 100 K, а также при повышении давления до 6 ГПа. Найдена зависимость между главными направлениями эллипсоида деформации данных соединений и их кристаллическими структурами при охлаждении. Показано наличие обратимых фазовых переходов в сокристалле глицина с DL-винной кислотой (около 0,4 ГПа) и смешанном кристалле глицина с ортофталевой кислотой (около 1 ГПа) при варьировании давления. Расшифрованы и описаны кристаллические структуры двух новых молекулярных солей DL-норвалина с малеиновой кислотой. Кислый малеат DL-норвалиния (1:1) имеет слоистую структуру с наличием ярко выраженных гидрофобных слоёв, лежащих в плоскости bc, тогда как структура кислого малеата DL-норвалиния-DL-норвалина (1:2) имеет разветвлённую пространственную сеть водородных связей. Показано наличие димерного катиона DL-норвалина в структуре кислого малеата DL-норвалиния-DL-норвалина. Отработана методика кристаллизации кислого малеата L-лейциния. Описаны условия и методы кристаллизации четырёх новых двухкомпонентных молекулярных соединений аминокислот с карбоновой кислотой: сокристалл «β-аланин - DL-винная кислота», молекулярные соли «β-аланин - DL-винная кислота», «γ-аминобутировая кислота - DL-винная кислота», «DL-α-аминобутировая кислота - DL-винная кислота». Система «β-аланин - DL-винная кислота» является вторым примером системы молекулярных соединений, в которой существуют смешанный кристалл и молекулярная соль одинакового стехиометрического состава (1:1), имеющие различную кристаллическую структуру. Впервые получены молекулярные соли γ-аминобутировой и DL-α-аминобутировой кислот, которые имеют димерный катион соответствующей аминокислоты в структуре. Показана корреляция между температурой плавления двухкомпонентных соединений с DL-винной кислотой в ряду «глицин - β-аланин - γ-аминобутировая кислота» и строением аминокислоты, которая входит в их состав. Молекулярная соль и смешанный кристалл β-аланина и DL-винной кислоты исследованы методами монокристальной и порошковой рентгеновской дифракции в широком диапазоне температур от 100 К до температуры плавления соответствующих соединений. Сделан вывод о монотропной связи данных кристаллических фаз. Показано, что ранее полученные кристаллы кислого малеата L-лейциния, обладающие пластическими свойствами при комнатной температуре, сохраняют пластичность и при температуре жидкого азота (77 K). Предложена модель пластичного кристалла, которая включает слои, составленные из катионов L-лейциния и анионов малеиновой кислоты, способные скользить друг относительно друга вдоль оси b-элементарной ячейки, благодаря наличию свободного пространства вблизи алифатических боковых фрагментов катионов L-лейциния и слабым ненаправленным ван-дер-ваальсовым взаимодействием в межслоевой области. Кислый малеат L-лейциния является первым примером молекулярного соединения, для которого показано наличие пластических свойств при температуре жидкого азота.