Офіційний веб сайт

Конформаційна гнучкість циклів як новий вимір ароматичності: роль структурних факторів

м67

Представлено ДНУ "Науково-технологічний комплекс "Інститут монокристалів"

Автор: Омельченко І. В., к.х.н.

Роботу присвячено вивченню впливу базових структурних факторів, таких як розмір циклу, наявність в молекулі гетероатомів та замісників, співвідношення ароматичності і конформаційної гнучкості ненасичених циклів.

Систематизовано характер змін ароматичності та конформаційної гнучкості в залежності від природи гетероатому в моногетероциклічних аналогах бензолу та циклопентадієніл-аніону, виявлені особливості циклічної кон’югованої системи в гетероциклах з гетероатомами III-IV періоду у п’яти- та шестичленних циклах.

В монозаміщених похідних бензолу проаналізовано різний характер впливу електронодонорних і електроноакцепторних замісників та продемонстрована наявність кореляції між енергіями деформації циклів і константами замісників. Запропоновано нові підходи для теоретичного вивчення конформаційних характеристик ароматичних циклів і ступеню ароматичності за ненульової температури з урахуванням ентропійних факторів. Показано можливість використання енергії деформації циклу в якості нового структурно-динамічного індексу ароматичності.

Виявлено, що структурна гнучкість циклів за кімнатної температури значно вища, а ароматичність – значно нижча, ніж розрахована при 0 К. Показана критична роль ентропійного фактора, вплив якого на високосиметричну молекулу бензолу сильніший, ніж на низькосиметричні молекули гетероциклів.

Створено основи для побудови прогностичних моделей зміни різноманітних фізико-хімічних властивостей ароматичних циклів в залежності від їх елементного складу та структурної будови.

Новітні підходи з використанням методів молекулярної динаміки дозволяють прогнозувати конформаційні характеристики таких циклів за ненульової температури, а також пов’язані з ними спектральні характеристики.

 

Кількість публікацій: 61, в т.ч. за тематикою роботи 15 статей (7 - у зарубіжних виданнях), 15 тез доповідей. Загальна кількість посилань на публікації автора складає 218 (згідно з базою даних Google Scholar), h-індекс = 7.

Надіслати коментар

Коментарі

Проф. Сергій Десенко

Дослідження торкається базових властивостей кон’югованих ароматичних циклів, які є предметом гострої дискусії в світовій науковій літературі протягом довгого часу, і суттєво поглиблює розуміння поняття ароматичності. Привертає увагу систематичність підходу в дослідженні: для кількісної оцінки використано до семи індексів ароматичності, порівняння яких дозволяє зробити цікаві висновки щодо взаємозв’язку окремих властивостей ароматичних систем. В циклі робіт наведена обґрунтована оцінка ступеню гнучкості кон’югованих циклів, які традиційно вважалися такими, що мають жорстку планарну геометричну будову. Результати такої оцінки для бензолу і деяких його азотовмісних похідних є дещо революційними, оскільки вказують на суттєву гнучкість таких молекул і газовій фазі, яку не можна ігнорувати з точки зору фізико-хімічних властивостей. Тому я вважаю подану роботу безперечно гідною премії Президента.

д.х.н., проф. С.М.Десенко

Олег Жикол, к.х.н.

Сучасний розвиток квантовохімічних методів повернув до обговорення питання, що вважалися в основному вирішеними чи інтуїтивно зрозумілими протягом десятиріч. Зокрема, це питання щодо міжатомної взаємодії, певних електронних ефектів, ароматичності.
У представленій роботі не лише отримано нові результати в доволі вивченій вже царині та оприлюднено їх у рейтингових міжнародних журналах. Це дозволила зробити саме наявність нових ідей, що є найважливішим у фундаментальній науці. Високий науковий рівень цих результатів відповідає рівню здобувачки і дає всі підстави для присудження Омельченко І.В. Премії президента.

Проф. Вікторія Ліпсон

Автор представленої роботи багато років працює над означеною тематикою і неодноразово публікувала результати власних досліджень у міжнародних виданнях. Її роботи активно цитуються іншими фахівцями. Дослідження шестичленних та п’ятичленних гетероциклів з точки зору ступеню їх ароматичності є надзвичайно важливим з точки зору їх практичного використання для синтезу біологічно важливих речовин. Незважаючи на те, що деякі з них – а саме бензол та піридин – є одними з найбільш досліджуваних як теоретично, так і експериментально, інші молекули того ж класу, особливо заміщені гетероцикли з гетероатомами четвертого періоду, є набагато менш вивченими, і саме квантово-хімічні методи, використані в роботі, є головним інструментом прогнозування їх фізико-хімічних властивостей. Аналіз гнучкості як одного із вимірів ароматичності привертає увагу до різниці між стандартними, закріпленими у програмах вищих навчальних закладів уявленнями про жорсткі ароматичні цикли і їх реальними конфірмаційними властивостями, які можуть бути критичними для прогнозування властивостей сполук, що містять такі цикли, адже саме гнучкість окремих фрагментів молекул може бути ключовою для прояву біологічної активності. Я підтримую зазначену роботу і кандидатуру І.В. Омельченко на здобуття премії Президента для молодих вчених.

Зав. відділу медичної хімії ДУ "Інститут проблем ендокринної патології ім.В.Я.Данилевського"
д.х.н., професор В.В.Ліпсон

Ольга Гордієнко

Представлений цикл наукових праць присвячений вивченню залежності ароматичності, одного з базових теоретичних понять органічної хімії, і низки її фізико-хімічних проявів від особливостей структурної і електронної будови молекул. У широкому розумінні, він прямо вирішує основну задачу хімії – зв’язок між структурою і властивостями – для кола п’яти- і шестичленних карбо- та гетероциклічних сполук, які є надзвичайно важливими з практичної точки зору як складові біологічно активних речовин і різноманітних матеріалів. Надзвичайно важливим результатом цих робіт є висновок про конформаційну гнучкість досліджених циклів, що змінює наші уявлення про їх будову. Про актуальність і важливість досліджуваних задач свідчить широке коло співробітництва авторів з вченими провідних європейських інститутів, зокрема, університетом Гента (Бельгія), Вроцлавського університету (Польща). Усі роботи опубліковані в міжнародних наукових виданнях з високим імпакт-фактором, зокрема, «The Journal of Physical Chemistry Letters», «Physical Chemistry Chemical Physics» та інших. Я високо оцінюю цикл наукових робіт І. В. Омельченко та вважаю, що автор заслуговує на присудження премії Президента України для молодих вчених.

Доцент кафедри органічної хімії Київського національного університету
к.х.н. О.В.Гордієнко

Проф. Войтенко Зоя Всеволодівна

Робота присвячена вивченню найактуальнішого в області фізичної органічної хімії питання ароматичності гетероциклів та його взаємозв’язку з конформаційними характеристиками ароматичних молекул, що мають неабиякий вплив на фізико-хімічні властивості речовин.
Автором отримано багато цікавих результатів, і деякі з них є перспективними для подальшого вивчення. Зокрема, наведені приклади зміни ароматичності в заміщених гетероциклах вказують на ароматичність як енергетично дестабілізуючий фактор. Дуже важливими з практичної точки зору є ретельне вивчення гетероциклів з важкими гетероатомами, оскільки вони є важкодоступними для експериментального вивчення, але їх потенційні практично важливі властивості привертають увагу дослідників протягом останніх десятиліть. На сьогодні автор плідно працює в області фізико-органічної хімії і має численні публікації в відомих міжнародних виданнях, тому я підтримую кандидатуру Ірини Омельченко на здобуття премії.

Професор кафедри органічної хімії
Київського національного університету
д.х.н., проф. З.В.Войтенко

Максим Колосов

Робота Ірини Омельченко зосереджена на дослідженні теоретичної ароматичності з точки зору її зв’язку із конфірмаційними характеристиками циклів. Враховуючи розповсюдженість таких сполук в структурах багатьох біологічно активних речовин, робота є актуальною з точки зору систематизації впливу структурних факторів на фізико-хімічні властивості гетероциклічних систем. Робота містить вельми цікаві результати, що свідчать про високу структурну гнучкість ароматичних циклів, зокрема бензолу, у газовій фазі. Ці результати підтверджуються деякими давно відомими експериментальними фактами, але зазвичай випадають із уваги більшості дослідників, які дотримуються розповсюдженого уявлення про ароматичні цикли як конформаційно інертні ланки молекул. Одержані результати опубліковані у провідних міжнародних журналах, в тому числі журналах з високим значенням імпакт-фактору, що свідчить про високу якість наукового доробку автора, тому я вважаю, що автор заслуговує на заохочення з боку держави і підтримую кандидатуру І.В.Омельченко на здобуття премії Президента для молодих вчених.

К.х.н., доцент Харківського Національного університету
М.О.Колосов

Д.х.н., проф. Н.О.Мчедлов-Петросян

Цикл робіт фокусується на дуже актуальному питанні сучасної фізичної органічної хімії – визначенні ароматичності в залежності від особливостей молекулярної структури. Дослідження І. В. Омельченко є фундаментальним з точки зору теоретичного фізико-хімічного аналізу феномену ароматичності в гетероциклічних системах. Ступінь конформаційної гнучкості циклу вперше розглядається з точки зору його кількісного взаємозв'язку із ступенем ароматичності. Проаналізовано низку практично важливих структурних факторів, таких як наявність і властивості гетероатома або бокового замісника, та їх вплив на властивості циклів. Важливою є розробка методології кількісного оцінювання як ступеню, так і характеру конформаційної гнучкості циклів із даних квантово-хімічних розрахунків. Результати досліджень опубліковані виключно у статтях у відомих міжнародних виданнях, що є ознакою і доказом високої якості роботи. Я підтримую кандидатуру І. В. Омельченко на здобуття премії Президента України для молодих вчених.

Проф. Надія Миколаївна Колос

Цикл робіт І.В. Омельченко вивчає поняття ароматичності, дискусії щодо якого не вщухає у сучасній науковій літературі протягом останніх десятиліть. Ароматичність зазвичай визначають одним із двох принципово різних підходів, що спираються або на структуру сполуки, або на її специфічні властивості, і треба відзначити, що в кожній публікації автори зосереджені на пошуку взаємозв’язку між молекулярною структурою і фізико-хімічними параметрами ароматичності, що свідчить про фундаментальний характер роботи. Цикл складається із статей, що опубліковані з 2006 по 2015 роки в авторитетних міжнародних виданнях із високими показниками цитування, що видається важливим з точки зору подання сучасної української науки у міжнародному контексті. Я вважаю, що автор безперечно заслуговує на присудження Премії президента для молодих вчених.

Проф. Чебанов Валентин

Робота, яка представлена на здобуття премії Іриною Омельченко носить глибокий фундаментальний характер та присвячена такому важливому поняттю хімії, як ароматичність. Результати, що одержано в роботі, деякою мірою є революційними та доводять те, що уявлення про пласку структуру ароматичних сполук, які існували в хімії багато років, є не зовсім коректними. Звісно, що такі результати деякий час викликали гарячі дискусії на конференціях та неоднозначно сприймались редакторами наукових журналів, але з часом правомірність висновків роботи була позитивно прийнята науковим суспільством та провідними науковцями, які працюють в галузі теоретичної хімії та також досліджують питання ароматичності. Одержані Іриною Омельченко результати дали можливість не тільки зробити значний вклад в теоретичну органічну хімію, але й розробити новий критерій ароматичності на основі гнучкості циклічних систем. Окрім дуже цікавих фундаментальних результатів робота має ще й суттєве практичне значення для біологічних досліджень, побудови прогностичних моделей та для викладання сучасної хімії у ВНЗ. Слід відзначити ще й рівень та кількість наукових публікацій, які, безперечно, підтверджують високий рівень Ірини Омельченко як науковця та дають підставу для присудження Премії президента для молодих вчених.

Залишити новий коментар

Вміст цього поля є приватним і не буде доступний широкому загалу.
CAPTCHA
Для запобігання від спаму, щоб залишити коментар введіть будь ласка символи,які зображені нижче. Дякуємо за розуміня.