Спектральная диагностика невалентных взаимодействий

Проект нацелен на выявление фундаментальных закономерностей в свойствах нековалентных межмолекулярных взаимодействий на основе построения корреляций между спектральными, геометрическими и энергетическими характеристиками комплексов. Актуальность работы связана с тем, что нековалентные взаимодействия определяют структуру объектов типа «soft matter» - супрамолекулярных агрегатов, кластеров, мицелл, биополимеров, - а также механизмы и скорости химических реакций, процессов сольватации, молекулярного распознавания и самосборки, позволяют конструировать новые материалы и сложные молекулярные кристаллы. Спектральные характеристики при этом часто являются основным источником первичной информации об объекте. Предметом исследования выбраны модельные системы, релевантные для приоритетного направления НТР РФ «Науки о жизни», а именно объекты, моделирующие структурные элементы биомолекул. В ходе проекта предполагается, во-первых, построить корреляционные закономерности спектр-структура для комплексов фосфорсодержащих соединений (фосфатов, фосфинов, фосфиноксидов) с водородной, галогенной, пниктогенной и халькогенной связями при помощи спектральных параметров ЯМР, ИК, УФ, ЯКР. Во-вторых, предполагается провести диагностику взаимодействующих водородных связей в моделях активных центров биомолекул (фотоактивного желтого белка и кетостероид-изомеразы) при помощи спектральных эффектов кооперативности. В-третьих, для молекул, перспективных для фотодинамической терапии (красители типа BODIPY) предполагается построить корреляцию параметров нековалентных взаимодействий заместителей с фотофизическими свойствами флуоресцентной метки. В-четвертых, будут построены корреляции ЯМР-параметров со свойствами слабых и средних по прочности водородных связей типа CHO, CHN, NHN. Научная новизна заключается, в частности, в применении принципиально новых подходов, используемых в коллективе, заключающихся в использовании спектроскопии ЯМР в сжиженных газах, комбинированной ЯМР-УФ спектроскопии с одновременной регистрацией двух типов спектров от одного образца и методикой диагностики водородных связей при помощи вицинальных H/D изотопных эффектов на химических сдвигах.