Registration Number
0825U002085, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
23-07-2025
popup.evolution
o
Title
Study of host guest supramolecular complexes based on cyclodextrins and cucurbit[n]urils
Author
Daria Miasnikova,
popup.head Valentyn Chebanov
popup.head Natallia Pinchukova
popup.opponent Volodymyr S. Farafonov
popup.opponent Ihor Komarov
popup.review Kostiantyn Belikov
popup.review Olesia Kulyk
popup.rada
State Scientific Institution Scientific and Technological Complex" Institute of Single Crystals "of the National Academy of Sciences of Ukraine
Description
Дисертація присвячена встановленню закономірностей зв’язування похідних дііндолілметану (DIM) і триазолілтіооцтових кислот (ТТК) з макроциклічними рецепторами (кукурбіт[n]урилами (CBn) і циклодекстринами (CD)), а також розробці методів кількісного визначення 1-метилциклопропену (1-МЦП) у комплексах та у газоповітряних сумішах. У першому розділі узагальнено літературні відомості, що стосуються характеристик об’єктів дослідження і сфер їх використання. Обрані молекули гостей хоча і відносяться до різних класів органічних сполук, усі є гідрофобними молекулами і мають доведене практичне значення в агропромисловості, ветеринарії та фармації, що дає можливість дослідити різноманітність використання супрамолекулярних систем та розширити фундаментальні знання щодо умов утворення супрамолекулярних комплексів на основі CD та CBn, їх стабільності і властивостей. У другому розділі описано розробку нового аналітичного методу визначення кількості 1 МЦП у супрамолекулярних комплексах, що включає вивільнення 1 МЦП з комплексу, його екстракцію у відповідний органічний розчинник, хімічне перетворення в більш стабільну похідну, виділення та подальший аналіз методом HPLC. Розроблений метод дозволяє надійно визначати кількісний вміст 1 МЦП у комплексах з CB6 і α CD шляхом відносно простої процедури синтезу з використанням комерційно доступних реагентів і подальшого HPLC аналізу похідної, яка є нелеткою і стабільною протягом щонайменше 10 днів за нормальних умов зберігання. Для контролю вмісту 1 МЦП у повітрі яблукосховищ адаптовано з літератури газо-хроматографічний метод аналізу кількісного визначення 1 МЦП в газоповітряних сумішах. Було досліджено та порівняно три різні препарати: супрамолекулярні комплекси 1 МЦП з CB6, α CD, а також експериментальний багатокомпонентний препарат на основі супрамолекулярного комплексу 1 МЦП з α СD. Розроблено комплексну процедуру, яка включає пробовідбір газоповітряних сумішей, їх транспортування та аналіз, що забезпечує надійне кількісне визначення 1 МЦП в повітрі сховищ. Препарати показали порівняну ефективність, однак новий багатокомпонентний препарат на основі супрамолекулярного комплексу α-СD з 1-МЦП відрізняється простотою використання в умовах сховища, так як не потребує наявності спеціалізованого обладнання і є розчинним у воді. Третій розділ присвячено вивченню комплексоутворення похідних DIM з макроциклічними рецепторами. З використанням молекулярного докінгу показано, що зв’язування відбувається з β CD у його відкритій конформації з афінністю зв’язування в діапазоні 7,7… 7,6 ккал/моль. Зв’язування з β CD у його закритих конформаціях енергетично менш вигідне на ~2 ккал/моль і відбувається без глибокого проникнення лігандів у порожнину хазяїна з менш стерично навантаженими похідними DIM. Використання сукупності методів (УФ спектрометричне титрування, 1Н ЯМР спектроскопія, SEM (сканувальна електрона мікроскопія)) дозволило встановити факт комплексоутворення DIM та його похідних з рецепторами (α CD, β CD, гідроксипропіл β циклодекстрин (НР β CD), СВ6). Константи утворення комплексів, розраховані за рівнянням Бенеcі Гільдебранда, варіюються в діапазоні 10 1400 М 1, що можна охарактеризувати як помірне зв’язування. При дослідженні стабільності DIM з β CD у розчинах, ми встановили, що у ДМСО спостерігаються помітні зміни при зберіганні (через місяць), контрольний розчин набуває більш яскравого забарвлення внаслідок окиснення DIM, в присутності β CD процес окиснення сповільнюється, що ймовірно відбувається за рахунок стабілізації DIM при зв’язуванні з β CD. У четвертому розділі, використовуючи комбінацію молекулярного докінгу, напівемпіричних квантово хімічних (PM6, PM7) і високорівневих розрахунків DFT (density functional theory) разом із молекулярно динамічним (МД) моделюванням було охарактеризовано комплексоутворення типу хазяїн гість між CBn (n=6 8) з похідними ТТК (PTTA (2 [[5 (4 pyridinyl) 4H 1,2,4 triazol 3 yl]thio]acetic acid та MTTA (2 [[5 (4 methyl) 4H 1,2,4 triazol 3 yl]thio]acetic acid). Результати показали, що стабільність комплексу включення PTTA з CBn зменшується в ряду CB6>CB7>CB8, найбільш стабільні структури утворюються при входженні тіооцтового фрагменту у порожнину рецепторів. Для MTTA, за результатами DFT розрахунків, зв’язування є найсильнішим з CB7. MTTA утворює стабільні комплекси з CB6 і CB7, в той час як з CB8 можуть існувати слабо зв’язані структури вищого порядку. Утворення стабільних комплексів з CB6 і CB7 обох кислот з CB6 і CB7 підтверджено з використанням різних експериментальних методів, таких як TGA, диференціальна сканувальна калориметрія (DSC), ЯМР спектроскопія та SEM. П'ятий розділ містить методики синтезу та фізико-хімічні характеристики досліджуваних сполук.
Registration Date
2025-06-02
popup.nrat_date
2025-06-02 / 2026-07-01
