ЛАБОРАТОРИЯ СПЕКТРОСКОПИИ ПОЛИМЕРОВ
Заведующий лабораторией - ПАВЛИЩУК Виталий Валентинович
член-корреспондент НАН Украины, доктор химических наук, профессор
Институт физической химии им.Л.В.Писаржевского НАН Украины
Проспект Науки, 31 г. Киев, 03039, Украина
тел.: 38 (044) 525-42-28; (044) 525-62-24; факс (044) 525-62-16;
e-mail:shchuk@inphyschem.nas-kiev.ua
В 1994г. в Институте при отделе свободных радикалов была создана лаборатория спектроскопии полимеров, которую возглавил канд. физ.-мат. наук В.Г.Головатый. В лаборатории проводились работы по разработке фундаментальных основ масс-спектрометрии с полевой ионизацией, в частности были заложены теоретические основы метода ионизации электрическим полем, систематически исследованы закономерности десорбции молекулярных ионов и фрагментов с поверхности в условиях проведения масс-спектрометрического эксперимента. В.Г.Головатым с сотрудниками был разработан ряд новых методик изготовления источников полевых ионов с металлическим покрытием из различных атомов металлов, в частности железа, никеля, меди, цинка, золота, что позволило существенно расширить возможности метода масс-спектрометрии для исследования веществ, требующих мягких условий ионизации. Созданные в лаборатории методики были широко применены для исследований в области химического строения и кинетики, катализа, физико-неорганической химии, для решения ряда медико-биологических проблем, изучения адсорбции ряда субстратов.
С 2003 г. лабораторию возглавляет д-р хим. наук В.В.Павлищук. В этот период в лаборатории начаты фундаментальные исследования, направленные на установление связи между молекулярным и кристаллическим строением полиядерных комплексов переходных металлов и такими их физическими свойствами, как магнитные, адсорбционные, каталитические и т.п. В частности установлены основные электронные и топологические факторы, влияющие на тип и энергию обменных взаимодействий в молекулярных системах со спиновым обменом, установлено, что наличие непрямых обменных взаимодействий, присущих этим комплексам, приводит к возникновению магнитного упорядочения в пределах одной молекулы. Найдено, что тип магнитного упорядочения зависит как от типа магнитных обменных взаимодействий, так и от топологии расположения ионов металлов в полиядерном каркасе. Большое внимание уделяется разработке нетрадиционных методов получения нанооксидов переходных металлов и разнообразных композитных материалов на их основе за счет активации механохимическим путем, микроволновым облучением и сольвотермическим разложением полиядерных комплексов. Показана перспективность использования полученных наномагнитных композитов как адсорбентов для селективного экспресс-извлечения из сыворотки крови отдельных классов протеинов, в частности глобулинов.
Основные направления исследований
В лаборатории проводятся исследования в ряде актуальных направлений современной физико-неорганической химии, в частности:
- теория химического строения координационных соединений;
- молекулярный магнетизм полиядерных комплексов 3d- и 4f- металлов;
- процессы с переносом электрона: электрохимия координационных соединений, кинетика и механизмы редокс-реакций;
- физическая химия наноразмерных магнитных частиц;
- синтез и адсорбционные процессы с участием координационных полимеров.
Выполняются научно-исследовательские работы с использованием физических методов исследований:
— масс-спектрометрия (ионизация молекул электронным ударом, сильным электрическим полем, бомбардировка быстрыми атомами) для идентификации веществ и изучения их строения;
— радиоспектроскопия (ЯМР, ЭПР) для получения качественных и количественных характеристик различных химических, электрохимических, фотохимических и прочих процессов;
— просвечивающая электронная микроскопия наноразмерных и наноструктурированных веществ, композитов и материалов.
Важнейшие результаты за последние годы
Установлена связь молекулярного и кристаллического строения координационных полимеров и полиядерных комплексов переходных металлов с такими физическими свойствами, как магнитные, адсорбционные, каталитические и др. Установлены, в частности, основные электронные и топологические факторы, влияющие на тип и энергию обменных взаимодействий в молекулярных системах со спиновым обменом. Найдено, что наличие непрямых антиферромагнитных обменных взаимодействий, присущих этим комплексам, приводит к возникновению локального ферромагнитного упорядочения в пределах одной молекулы; получены одномерные координационные полимеры с ферро- и ферримагнитным упорядочением в цепи. Обоснован и разработан новый подход к созданию ферримагнитных нанооксидов и нанокомпозитов на их основе путем термолиза или микроволновой активации полиядерных комплексов, в результате чего был получен ряд суперпарамагнетиков с высокой температурой Кюри и с узким распределением наночастиц по размерам; разработан метод магнитной экспресс-сепарации иммуноглобулинов из сыворотки крови, позволяющий существенно повысить эффективность процесса их выделения.
Научные связи
Химический факультет университета Дрекселя, Филадельфия, США – проф. А.В.Эддисон - договор о сотрудничестве в области физико-неорганической химии полиядерных комплексов.
Лаборатория химии веществ в твердом состоянии CNRS, Рен, Франция – проф. Л.Уаб - гранты в рамках договора о сотрудничестве между НАН Украины и CNRS - исследование магнитных свойств металл-радикальных комплексов и наночастиц.
Химический факультет университета Мемориал, Канада, проф. Л. Томпсон – исследования молекулярного магнетизма полиядерных комплексов;
Институт общей и неорганической химии им. Н.С.Курнакова РАН – академики В.М.Новоторцев и И.Л.Еременко - в рамках гранта INTAS 2004-2007 гг. - исследование молекулярной и кристаллической структуры полиядерных комплексов, в рамках сотрудничества между НАН Украины и Российским фондом фундаментальных исследований- совместные исследования магнитных свойств полиядерных комплексов.
Научные сотрудники лаборатории:
Колотилов Сергей Владимирович, кандидат химических наук, +380 44 тел. 525-66-61, e-mail svk001@mail.ru
Гавриленко Константин Сергеевич, кандидат химических наук, тел. +380 525-66-61, e-mail kgavrio@mail.ru
Яковенко Анастасия Владимировна, кандидат химических наук, тел. +380 525-66-61, e-mail ay001@mail.ru
Список избранных работ
1. Pavlishchuk V. V., Kolotilov S. V., Addison A. W., Prushan M. J., Butcher R. J., Thompson L. K. Mono- and Trinuclear Nickel(II) Complexes with Sulfur-Containing Oxime Ligands: Uncommon Templated Coupling of Oxime with Nitrile. Inorg. Chem. 1999, v. 38(8), pp. 1759-1766.
2. Pavlishchuk, V. V.; Koval, I. A.; Goreshnik, E. A.; Addison, A. W.; van Albada G. A; Reedijk J. The First Example of a True ‘‘Turnbull’s Blue’’ Family Compound with Trapped Iron Oxidation States. Eur. J. Inorg. Chem. 2001 , 297-301.
3. V.V. Pavlishchuk, S.V. Kolotilov, A.W. Addison, M.J. Prushan, D. Schollmeyer, L.K.Thompson, E.A.Goreshnik A Tetrameric Nickel (II) "Chair" with both Antiferromagnetic Internal Coupling and Ferromagnetic Spin Alignment. Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, No. 24, 4734-4737.
4. V.V. Pavlishchuk, S.V. Kolotilov, A.W. Addison, M.J. Prushan, R.J. Butcher, L.K. Thompson A New Class of Macrocyclic Complexes Formed via Nickel-Promoted Macrocyclisation of Dioxime with Dinitrile. Chem. Commun. 2002, P.468-469.
5. Gavrilenko K.S., Vértes A., Vanko G., Kiss L.F., Addison A.W., Weyhermüller T., Pavlishchuk V.V., Synthesis, magnetochemistry and spectroscopy of heterometallic trinuclear basic acetates [Fe2M m3-O(CF3COO)6(H2O)3] · H2O (M = Mn, Co, Ni). Eur. J. Inorg. Chem., 2002, 2002(12), 3356-3363.
6. Pavlishchuk, V. V.; Birkelbach, F.; Weyhermüller, T.; Wieghardt, K.; Chaudhuri, P. Polynuclear Complexes of the Pendent-Arm Ligand 1,4,7-Tris(acetophenoneoxime)-1,4,7-triazacyclononane. Inorg. Chem. 2002, 41, 4405-4416
7. V. V. Pavlishchuk, S. V. Kolotilov, A. W. Addison, M. J. Prushan, D. Schollmeyer, L. K. Thompson, T. Weyhermüller, E. A. Goreshnik Structural, magnetic and related attributes of some oximate-bridged tetranuclear nickel(II) rhombs and a dinuclear congener. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2003, P. 1588-95.
8. A.V.Yakovenko, S.V.Kolotilov, A.W.Addison, S.Trofimenko, G.P.A.Yap, V.Lopushanskaya, V.V.Pavlishchuk. Ni(II), Co(II) and Mn(II) tris(pyrazolyl)borate complexes with 2,6-di-tert-butyl-4-carboxy-phenol: formation of coordinated phenoxyl radical. Inorg. Chem. Comm., 2005, 8, 10, 932-935
9. S. V. Kolotilov, O. Shvets, O. Cador, N. Kasian, V. G. Pavlov, L. Ouahab, V. G. Ilyin, V. V. Pavlishchuk Synthesis, structure and magnetic properties of porous magnetic composite, based on MCM-41 molecular sieve with Fe3O4 nanoparticles. J. Solid State Chem. 2006, 179, 8, 2426-2432.
10. Gavrilenko K.S., Punin S.V., Cador O., Golhen S., Ouahab L., Pavlishchuk V.V. Synthesis, Structure, and Magnetism of Heterometallic Carboxylate Complexes [MnIII2MII4O2(PhCOO)10(DMF)4], M = MnII, CoII, NiII, Inorg. Chem., 2005, 44(16), 5903-5910.
11. Gavrilenko K.S., Punin S.V., Cador O., Golhen S., Ouahab L., Pavlishchuk V.V. In situ generation of carboxylate: an efficient strategy for a one-pot synthesis of homo- and heterometallic polynuclear complexes. J. Am. Chem. Soc., 2005, 127(35), 12246-12253.
12. A. V. Yakovenko, S. V. Kolotilov, O. Cador, S. Golhen, L. Ouahab, V. V. Pavlishchuk Structure, spectral and magnetic properties of 3-(p-pyridyl)-1,5-diphenylverdazyl (p-PyV) and binuclear copper (II) radical complex Cu2(CH3COO)4(p-PyV)2 Eur.J.Inorg.Chem. 2009, 2354–2361
