ИСТИНА

Цель проекта – изучение роли внутри- и межмолекулярных взаимодействий в стабилизации конформаций и супрамолекулярной организации органических соединений. Для достижения поставленной цели будут решаться следующие взаимосвязанные задачи: - дизайн объектов исследования, способных существовать в различных устойчивых конформациях; - синтез целевых молекул; - исследование конформационного поведения расчетными и экспериментальными методами; - исследование супрамолекулярной организации новых объектов в конденсированных фазах; - определение матрицы связности атомов и оценка вклада связывающих и несвязывающих межатомных контактов в энергию конформации системы; - разработка терминологии для описания вынужденных взаимодействий из всей совокупности связывающих контактов; - оценка влияния конкретных межатомных вкладов на конформационную нежесткость системы и выявления роли вынужденных взаимодействий и их природы в стабилизации определенной конформации

The presented project is aimed at a detailed study of the role of intra - and intermolecular interactions in the stabilization of conformations and supramolecular organization of organic compounds. The relevance of such research is dictated by the wide spread of concepts and methods of supramolecular chemistry both in fundamental chemistry, such as the structure and conformation of molecules, reactivity, intermolecular interactions, and in many applied fields – the design of molecular crystals and solids, pharmacokinetics of polymorphs of drugs, the catalytic properties of porous materials and a number of others. Scientific novelty and significance of the presented research are determined by the set of selected objects and research methods. Thus, the project proposes to carry out a targeted design of model molecules based on mono-and bicyclic diamines, specifically functionalized for theoretical and experimental studies of real factors responsible for the stabilization of certain conformations. A methodology will also be developed for the first time to isolate forced interactions from the totality of connecting contacts. It is worth noting that systematic studies of intermolecular nonbonded interactions using the theory of interacting quantum atoms have not previously been carried out. The project will facilitate the design of bispidins, characterized by a certain set of functional groups that can act as receptors and/or ligands and can exist in various stable conformations; development of practical synthetic approaches to model and more complex molecules. A General approach will be developed to assess the impact of specific interatomic contributions on the conformational non-rigidity of the system and to identify the role of forced interactions and their nature in the stabilization of a certain conformation. General regularities (geometric and energy) for the case of interatomic interactions important from the point of view of crystal engineering, in particular, N...n interactions, are revealed. Thus, as a result of the project implementation, there will be an almost important new tool for assessing intra-and intermolecular interactions, suitable for predicting and designing new structures and properties.

Дизайн биспидинов, характеризующихся определенным набором функциональных групп, способных выступать в качестве рецепторов и/или лигандов и способных существовать в различных устойчивых конформациях; разработка удобных на практике синтетических подходов к модельным и более сложным молекулам - Разработка общего подхода к оценке влияния конкретных межатомных вкладов на конформационную нежесткость системы и выявления роли вынужденных взаимодействий и их природы в стабилизации определенной конформации. - Изучение и выявление общих закономерностей (геометрических и энергетических) для случая важных с точки зрения инженерии кристаллов межатомных взаимодействий, в особенности, взаимодействий Н…Н - В результате реализации проекта появится практически важный новый инструмент оценки внутри- и межмолекулярных взаимодействий, пригодный для прогнозирования и конструирования новых структур и свойств

Выполнение предлагаемого проекта будет основано на результатах многолетних систематических исследований коллектива авторов, направленных на разработку экспериментально-теоретических методов выявления межатомных взаимодействий, оценки их энергии и их вклада в формирование определенной кристаллической структуры и, как следствие, в физико-химические свойства материала. Разрабатываемая нами методология была успешно использована при изучении природы трансаннулярных взаимодействий в [2,2]парациклофанах (ChemPhysChem, 2003, 8, 817) и B…π взаимодействий в борабицикло[3.3.1]нонанах (Chem. Phys. Lett., 2004, 384, 40; Изв. АН. Сер. хим, 2004, 10, 1884), характера связи Р=О в фосфиноксидах (Mendeleev Comm., 4, 2002, 128), особенностей химического связывания в соединениях кремния с расширенной координационной сферой (Inorg. Chem., 2002, 41, 5043), взаимного влияния лигандов в различных пи-комплексах металлов (J. Organomet. Chem., 1996, 508, 259; Изв. АН сер. хим., 2001, 1, 125; CrystEngComm, 2008, 10, 827; J. Phys. Chem. A, 2009, 113, 10845), характера делокализации электронов в карборанах (Inorg. Chem., 1998, 37, 5834; Eur. J. Inorg. Chem., 2004, 7, 1379; Изв. АН сер. хим. 2005, 3, 541; Farad. Discuss. 2007, 135, 203) и их металлоорганических производных, координационных связей (Кристаллография, 2008, 53, 29; J. Mol. Struct., 2008, 875, 309; Mendeleev Commun.., 2011, 21, 160; Organometallics, 2009, 28, 3021; J. Photochem. and Photobiology A-Chem., 2011, 218, 117), галогенных связей I-I в полииодидах (Chem. Commun., 2010, 46, 5325), прочных внутримолекулярных Н-связей с различными донорами и акцепторами протона, а также процессов переноса протона при таутомерных превращения (Изв. АН, сер.хим., 2006, 1, 1 (обзор)) и их роли в стабилизации, в частности, кето-енолов и кето-енаминов.