Статья: Cупрамолекулярные комплексы на основе димерного производного β-циклодекстрина и 5,10,15,20-тетрафенилпорфирина: получение, фотохимические свойства (2026)

Флуорофоры на основе бор-дипиррометена (BODIPY) хорошо известны своим высоким квантовым выходом флуоресценции, химической стабильностью и настраиваемыми оптическими свойствами, что делает их отличными кандидатами для применения в сенсорных устройствах. В данной работе основное внимание уделяется переходу от флуоресцентных растворов c BODIPY к твердотельным материалам, в частности к целлюлозным и тканевым матрицам, предназначенным для обнаружения сероводорода (H2S). Исследование демонстрирует, как иммобилизация красителей BODIPY в матрицах на основе целлюлозы или текстиля сохраняет, или даже улучшает их фотофизические характеристики, обеспечивая при этом механическую прочность и практическую применимость. Спектроскопический анализ показал, что микросреда внутри матрицы влияет на интенсивность флуоресценции и спектральные сдвиги, влияя на чувствительность красителя к газообразному H2S. Подготовленные гибридные материалы демонстрируют быструю, видимую и обратимую флуоресцентную реакцию в условиях окружающей среды, что подчеркивает их потенциал для экологического и промышленного газового анализа. Эти результаты создают основу для разработки экономичных, гибких и многоразовых оптических датчиков на основе природных матриц, легированных BODIPY.

В данной работе представлен конформационный анализ пиразин-аннелированных аза-дипиррометенов (азаDIPY) с использованием квантово-химических расчетов. Систематически исследовано влияние различных заместителей (–H, –Et, –Ph, –O-Ph, –O-tBu, –O-2,6-iPr₂Ph) на предпочтительные конфигурации аза-DIPY остова. Конформационный поиск выполнен с помощью программы CREST с последующей DFT-оптимизацией. Результаты показывают, что заместители, создающие стерические затруднения вблизи атомов азота пиразинового кольца (например, –O-Ph, –O-tBu, –O-2,6-iPr₂Ph), однозначно стабилизируют Z, Z-конформацию. Напротив, незамещенные и фенилзамещенные производные демонстрируют значительную долю Z, E-конформера. Полученные данные раскрывают структурные предпочтения пиразин-аннелированных аза-дипиррометенов и могут быть использованы для направленного дизайна соответствующих аза-BODIPY красителей с заданной конформационной стабильностью.

Ряд производных хлорина е6, содержащих фрагменты галактозы на периферии макроцикла, был изучен на токсичность in vivo. Предварительные результаты, полученные на самцах белых беспородных мышей, позволяют сделать вывод о значительно меньшей токсичности конъюгатов хлорина е6 с галактозой по сравнению с собственно хлорином е6. Самое токсичное из изученных соединений имеет ЛД50 равную 772 ± 11 мг/кг, что как минимум в 3 раза превышает ЛД50 хлорина е6. Следует отметить, что все изученные соединения значительно лучше растворимы в воде (а значит и более биодоступны), чем хлорин е6. Основным структурным фактором, влияющим на токсичность соединений, является количество фрагментов галактозы на периферии макроцикла: чем больше фрагментов галактозы содержится в молекуле, тем токсичнее соединение. Можно ожидать, что подобные производные с большой вероятностью будут иметь относительно низкую токсичность, поэтому они могут послужить основой для дальнейших синтетических превращений при синтезе новых фотосенсибилизаторов.

Изучено взаимодействие феофитина а с этаноламином в различных условиях. Показано, что при действии этаноламина на феофитин а в среде хлороформа происходит размыкание экзоцикла с образованием соответствующего 13-амидного производного хлорина е6. Последующее удаление хлороформа и продолжение реакции с этаноламином без растворителя приводит к хемоселективному амидированию фитилпропионатного заместителя с образованием соответствующего 13,17-диамидного производного хлорина е6. На основании полученных результатов предложена методика получения гидрофилизированных производных хлорина е6 с двумя и тремя фрагментами этаноламина на периферии макроцикла непосредственно из феофитина а «в одной колбе».

Проведено исследование металлокомплексов порфиринов, содержащихся в нефти (петропорфиринов), с использованием компьютерного моделирования и экспериментальных методов. Методом TDDFT рассчитаны электронные спектры поглощения для комплексов петропорфиринов с ванадилом и никелем. Установлена корреляция между строением лиганда и характеристиками B- и Q-полос поглощения. Обнаружено, что постоянные электрические дипольные моменты комплексов могут различаться в 6 раз. Смоделированный спектр смеси ванадил-порфиринов хорошо согласуется с экспериментальным спектром раствора образца, выделенного из асфальтеновой фракции нефти, что позволяет прогнозировать электронные спектры поглощения смесей при известном лигандном составе. Экспериментально изучен процесс сублимации смеси петропорфиринов в условиях высокого вакуума. Использовались два метода: испарение из ячейки Кнудсена с in-situ масс-спектрометрией и из трубчатого тигля с ex-situ регистрацией спектров поглощения сублимата. В обоих случаях состав пара над смесью петропорфиринов зависел от времени и температуры, что открывает возможности для разделения сложных смесей на индивидуальные компоненты и получения тонких плё- нок с заданными свойствами.

Разработка высокочувствительных и селективных датчиков на аммиак остается важной задачей для экологических и биомедицинских применений. В данной работе представлены адсорбционно-резистивные сенсоры на основе гибридных материалов, полученных нековалентной функционализацией исходных и карбоксилированных одностенных углеродных нанотрубок (SWCNT и SWCNT-COOH) хлор-замещенными фталоцианинами цинка – тетра- (ZnPcCl₄) и октахлорированными (ZnPcCl₈) производными, а также незамещённым фталоцианином цинка (ZnPc) для сравнения. Комплексное исследование с использованием ИК- и КР-спектроскопии и элементного анализа подтвердило успешное образование гибридных материалов и показало, что окисление SWCNT значительно повышает содержание фталоцианина в гибридном материале за счет образования дополнительных водородных связей. Слои полученных гибридных материалов демонстрировали обратимый сенсорный отклик на NH₃ (1–50 ppm), причем наилучшие характеристики были достигнуты у гибридов с ZnPcCl₄. Обнаружено, что SWCNT-COOH/ZnPcCl₄ показал в 2–3 раза более высокий отклик и более низкий предел обнаружения (0,3 ppm) по сравнению с гибридными материалами на основе исходных SWCNT (0,5 ppm), что обусловлено более высоким содержанием фталоцианина в материале. Исследование влияния влажности и селективности на сенсорный отклик показало, что хотя гибриды на основе SWCNT-COOH демонстрируют высокую чувствительность при низкой влажности, их сигнал искажается при относительной влажности >40%. При этом SWCNT/ZnPcCl₄ сохраняет стабильные сенсорные характеристики. Полученные результаты демонстрируют, как молекулярная структура фталоцианина и тип нанотрубок влияют на чувствительность сенсора. Это открывает новые возможности для разработки высокопроизводительных датчиков аммиака.

В настоящее время координационные соединения, способные к редокс-изомерным превращениям, привлекают внимание исследователей по всему миру из-за перспектив создания эффективных молекулярных переключателей на их основе. В данной работе обнаружена и изучена редокс-изомеризация бис-фталоцианинатов иттербия с различным периферийным замещением в монослоях Ленгмюра и плёнках Ленгмюра-Блоджетт. Показана возможность управления таутомерным равновесием, устанавливающимся в бис-фталоцианинатах иттербия на границе раздела воздух/вода, за счёт варьирования периферийных заместителей в исследуемых комплексах. В частности, продемонстрирована фотоиндуцированная редокс-изомеризация гомолептического краун-замещённого бис-фталоцианината иттербия в ультратонких плёнках на твёрдых и жидких подложках. Установлено, что влияние тех или иных заместителей в периферийных положениях фталоцианиновых макроциклов на склонность исследуемых комплексов к редокс-изомеризации зависит от индуцирующего её стимула.

В настоящее время литий является критически важным элементом для производства литий-ионных аккумуляторов, а также для использования в производстве стекла и керамики, смазочных материалов, металлургии и атомной промышленности. Постоянно растущий спрос на литий инициирует разработку эффективных методов его извлечения из широкого спектра источников – от природных рассолов до промышленных отходов. Поскольку мировые запасы лития преимущественно сосредоточены в морской воде в крайне низких концентрациях, экстракция является наиболее перспективным методом его выделения. В свою очередь, краун-эфиры предоставляются удобными объектами, предоставляющими возможности для управления путем химической модификации их физико-химическими свойствами, такими как координационные свойства, растворимость и селективность по отношению к определенным ионам металлов. Несмотря на относительно небольшое количество исследований, краун-эфиры типа 14-краун-4-эфира можно рассматривать как перспективную платформу для разработки селективных экстрагентов лития для дальнейшего развития промышленных экстракционных процессов. Целью настоящего обзора является систематический анализ литературных данных, касающихся синтеза и применения производных 14-краун-4-эфира для детектирования и извлечения лития.

Оптимизация условий синтеза графитоподобного нитрида углерода (g-C3N4) представляет собой актуальную практическую задачу, направленную на достижение максимального выхода продукта. Основными проблемами является то, что синтез осуществляется посредством термической поликонденсации при температурах 500–600 °C, сопровождающийся процессами сублимации и окисление прекурсоров и приводящими к существенному снижению выхода конечного продукта. В настоящем исследовании были оптимизированы условия синтеза g-C₃N₄ с использованием меламина и меламин-цианурата при различных атмосферных условиях и конфигурациях реактора. Установлено, что синтез в открытом тигле в кислородсодержащей среде является наименее эффективным, тогда как проведение процесса в атмосфере азота увеличивает выход. Наилучший результат был достигнут при использовании полузакрытого тигля без использования специальной атмосферы, что обеспечило минимизацию эффектов сублимации и окисления, а также является рациональным с позиции эффективности проведения процесса.

Современное общество сталкивается с комплексом взаимосвязанных энергетических и экологических проблем, включая быстрое истощение запасов ископаемого топлива, сопровождающееся ростом выбросов парниковых газов и загрязнение водных ресурсов промышленными отходами и фармацевтическими препаратами. Все это усугубляется постоянно растущим мировым потреблением энергии, что делает экономически нецелесообразным инвестирование в решение этих проблем традиционными способами. В этом контексте экологически безопасные фотокаталитические технологии, использующие энергию солнечного света, рассматриваются как перспективное решение. Особое внимание уделяется композитным фотокатализаторам с синергетическим эффектом, таким как MXene/g-C3N4. Эти системы обладают повышенной фотокаталитической активностью благодаря сочетанию уникальных свойств компонентов: превосходного поглощения видимого света графитоподобным нитридом углерода и высокой электропроводности и регулируемых свойств поверхности MXene. Ключевым преимуществом является формирование эффективного 2D-2D интерфейса с улучшенным переносом и разделением заряда для улучшения кинетики реакции и увеличения времени жизни носителей заряда. Современные исследования, как правило, направлены на оптимизацию морфологии для достижения плотного контакта между компонентами и максимальной доступности активных центров. В данном обзоре рассмотрены синтетические подходы к созданию композитных фотокатализаторов на основе g-C3N4 и MXene, а также суммированы данные по активности фотокатализаторов в таких процессах как получение водорода, восстановление углекислого газа и разрушение органических загрязнителей под действием света.