Влияние доли и распределения гидроксильных групп в концевых сегментах карбосилановых дендримеров на их конформационное поведение в воде, толуоле и на межфазных границах вода‒толуол и вода‒вакуум

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Методом атомистической молекулярной динамики смоделированы одиночные карбосилановые дендримеры с равномерным и Янус-подобным распределением концевых гидроксильных групп в воде, толуоле и на межфазных границах вода‒толуол и вода‒воздух. Проведен анализ степени асимметрии конформаций дендримеров со второй по четвертую генерацию в зависимости от числа модифицированных дендронов в каждой из сред. Показано, что в толуоле гидроксильные группы формируют кластеры за счет водородных связей, которые локализованы в части объема и удалены от центра масс дендримера, за счет чего степень асимметрии в расположении этих групп растет с уменьшением доли модифицированных концевых сегментов. Основное внимание уделено сравнительному анализу конформаций дендримеров четвертой генерации, у которых половина концевых звеньев была модифицирована, при этом они размещены либо равномерно по концевым сегментам, либо сосредоточены на двух дендронах (Янус-дендримеры). Установлено, что наиболее существенное влияние распределения ОН-групп отражается на поведении дендримеров на межфазной границе вода‒толуол.

About the authors

K. A. Litvin

Moscow State University named after M.V. Lomonosov. Faculty of Physics

119991 Moscow, Leninskie Gory, 1, bldg. 2

A. O. Kurbatov

Moscow State University named after M.V. Lomonosov. Faculty of Physics

119991 Moscow, Leninskie Gory, 1, bldg. 2

N. K. Balabaev

Moscow State University named after M.V. Lomonosov. Faculty of Physics; Institute of Mathematical Problems of Biology RAS – branch of IPM named after M.V. Keldysh of the Russian Academy of Sciences

119991 Moscow, Leninskie Gory, 1, bldg. 2; 142290 Moscow Region, Pushchino, Prof. Vitkevicha St., 1

E. Yu. Kramarenko

Moscow State University named after M.V. Lomonosov. Faculty of Physics

Email: kram@polly.phys.msu.ru
119991 Moscow, Leninskie Gory, 1, bldg. 2

References

  1. Buhleier E., Wehner W., Vögtle F. // Synthesis. 1978. P. 155.
  2. Tomalia D.A., Baker H., Dewald J., Hall M., Kallos G., Martin S., Roeck J., Ryder J., Smith P. // Polym. J. 1985. V. 17. P. 117.
  3. Newkome G.R., Yao Z.-Q., Baker G.R., Gupta V.K. // J. Org. Chem. 1985. V. 50. № 11. P. 2003.
  4. Музафаров А.М., Ребров Е.А., Папков В.С. // Успехи химии. 1991. Т. 60. № 7. C. 1596.
  5. Dendrimers and Other Dendritic Polymers / Eds J.M.J. Frechet, D.A. Tomalia, Eds London: Wiley, 2002.
  6. Abbasi E., Aval S.F., Akbarzadeh A., Milani M., Nasrabadi H.T., Joo S.W., Hanifehpour Y., Nejati-Koshki K., Pashaei-Asl R. // Nanoscale Res. Lett. 2014. V. 9. P. 247.
  7. Pedziwiatr-Werbicka E., Milowska K., Dzmitruk V., Ionov M., Shcharbin D., Bryszewska M. // Eur. Polym. J. 2019. V. 119. P. 61.
  8. Qiao Z., Shi X. // Prog. Polym. Sci. 2015. V. 44. P. 1.
  9. Choudhury H., Pandey M., Mohgan R., Jong J.S.J., David R.N., Ngan W.Y., Chin T.L., Ting S., Kesharwani P., Gorain B. // Biomater. Adv. 2022. V. 141. P. 213118.
  10. Arora V., Abourehab M.A.S., Modi G., Kesharwani P. // Eur. Polym. J. 2022. V. 180. P. 111635.
  11. Shaikh A., Kesharwani P., Gajbhiye V. // J. Control. Release. 2022. V. 346. P. 328.
  12. Devadas B., Periasamy A.P., Bouzek K. // Coord. Chem. ReV. 2021. V. 444. P. 214062.
  13. Caminade A.-M., Laurent R. // Coord. Chem. ReV. 2019. V. 389. P. 59.
  14. Fernandes T., Daniel-da-Silva A.L., Trindade T. // Coord. Chem. ReV. 2022. V. 460. P. 214483.
  15. Thakare S., Shaikh A., Bodas D., Gajbhiye V. // Coll. Surf. B. 2022. V. 209. P. 112174.
  16. Riegert D., Bareille L., Laurent R., Majoral J.-P., Caminade A.-M., Chaumonnot A. // Eur. J. Inorg. Chem. 2016. V. 19. P. 3103.
  17. Ghann W., Kang H., Uddin J., Gonawala S.J., Mahatabuddin S., Ali M.M. // J. Nanomed. Nanotechnol. 2018. V. 9. P. 496.
  18. Novozhilova N.A., Malakhova Yu.N., Buzin M.I., Buzin A.I., Tatarinova E.A., Vasilenko N.G., Muzafarov A.M. // Russ. Chem. Bull. 2013. V. 62. P. 2514.
  19. Percec V., Wilson D.A., Leowanawat P., Wilson C.J., Hughes A.D., Kaucher M.S., Hammer D.A., Levine D.H., Kim A.J., Bates F.S. // Science. 2010. V. 328. P. 1009.
  20. Percec V., Leowanawat P., Sun H.J., Kulikov O., Nusbaum C.D., Tran T.M., Bertin A., Wilson D.A., Peterca M., Zhang S., Kamat N.P., Vargo K., Moock D., Johnston E.D., Hammer D.A., Pochan D.J., Chen Y., Chabre Y.M., Shiao T.C., Bergeron-Brlek M., André S., Roy R., Gabius H.J., Heiney P.A. // J. Am. Chem. Soc. 2013. V. 135. № 24. P. 9055.
  21. Caminade A.-M., Laurent R., Delavaux-Nicot B., Majoral J.-P. // New J. Chem. 2012. V. 36. P. 217.
  22. Casagrande C., Fabre P., Raphaël E., Veyssié M. // Europhys. Lett. 1989. V. 9. № 3. P. 251.
  23. Najafi F., Salami-Kalajahi M., Roghani-Mamaqani H. // J. Mol. Liq. 2022. V. 347. P. 118396.
  24. Nazemi A., Gillies E.R. // Chem. Commun. 2014. V. 50. P. 11122.
  25. Leshchiner I., Boiko N., Kumar J., Richardson R.M., Muzafarov A., Shibaev V. // Coll. Polym. Sci. 2013. V. 291. № 4. P. 927.
  26. Nawaz S., Carbone P. // J. Phys. Chem. B. 2011. V. 115. № 42. P. 12019.
  27. Muzafarov A.M., Gorbatsevich O.B., Rebrov E.A., Ignat’eva G.M., Chenskaya T.B., Myakushev V.D., Bulkin A.F., Papkov V.S. // Polymer Science А. 1993. V. 35. P. 1575.
  28. Muzafarov A.M., Vasilenko N.G., Tatarinova E.A., Ignat’eva G.M., Myakushev V.D., Obrezkova M.A., Meshkov I.B., Voronina N.V., Novozhilov O.V. // Polymer Science C. 2011. V. 53. P. 48.
  29. Muzafarov A.M., Bystrova A.V., Vasilenko N.G. // Russ. Chem. ReV. 2013. V. 82. № 7. P. 635.
  30. Vasil’ev V.G., Kramarenko E.Yu., Tatarinova E.A., Milenin S.A., Kalinina A.A., Papkov V.S., Muzafarov A.M. // Polymers. 2018. V. 146. P. 1.
  31. Kurbatov A.O., Balabaev N.K., Litvin K.A., Kramarenko E.Y. // Polymers. 2023. V. 15. № 20. P. 4040.
  32. Kurbatov A.O., Balabaev N.K., Mazo M.A., Kramarenko E.Yu. // Polymers. 2021. V. 13. № 4. P. 552.
  33. Litvin K.A., Kurbatov A.O., Balabaev N.K., Kramarenko E.Yu. // Polymer Science A. 2024. V. 66. № 4. P. 447.
  34. Weiner S.J., Kollman P.A., Case D.A., Chandra Singh U., Ghio C., Alagona G., Profeta S., Weiner P. // J. Am. Chem. Soc. 1984. V. 106. P. 765.
  35. Wang J., Wolf R.M., Caldwell J.W., Kollman P.A., Case D.A. // J. Comput. Chem.2004. V. 25. P. 1157.
  36. Darden T., York D., Pedersen L. // J. Chem. Phys. 1993. V. 98. P. 10089.
  37. Hill J.R., Sauer J.J. // Phys. Chem. 1995. V. 99. P. 9536.
  38. Wu Y., Tepper H.L., Voth G.A. // J. Chem. Phys. 2006. V. 124. № 2. P. 024503.
  39. Balabaev N.K., Mazo M.A., Kramarenko E.Y. // Macromolecules. 2017. V. 50. P. 432.
  40. Hess B., Kutzner C., Van Der Spoel D. // J. Chem. Theory Comput. 2008. V. 4. № 3. P. 435.
  41. Abraham M.J., Murtola T., Schulz R., Páll S., Smith J.C., Hess B., Lindah E. // SoftwareX. 2015. V. 1‒2. P. 19.
  42. Tackling Exascale Software Challenges in Molecular Dynamics Simulations with GROMACS // Solving Software Challenges for Exascale. EASC 2014. Lecture Notes in Computer Science / S. Markidis, E. Laure, Eds Cham: Springer, 2015. V. 8759.
  43. Bussi G., Donadio D., Parrinello M. // J. Chem. Phys. 2007. V. 126. № 1. P. 014101.
  44. Berendsen H.J.C., Postma J.P.M., Van Gunsteren W.F., Dinola A., Haak J.R. // J. Chem. Phys. 1984. V. 81. P. 3684.
  45. Parrinello M., Rahman A. // J. Appl. Phys. 1981. V. 52. P. 7182.
  46. Kurbatov A.O., Balabaev N.K., Mazo M.A., Kramarenko E.Y. // Soft Matter. 2020. V. 16. P. 3792.
  47. Kurbatov A.O., Balabaev N.K., Mazo M.A., Kramarenko E.Y. // J. Chem. Phys. 2018. V. 148. P. 014902.
  48. Sheiko S.S., Muzafarov A.M., Winkler R.G., Getmanova E.V., Eckert G., Reineker P. // Langmuir. 1997. V. 13. № 15. P. 4172.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».