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

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Acesso é pago ou somente para assinantes

Resumo

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.

Sobre autores

K. Litvin

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

119991 Moscow, Leninskie Gory, 1, bldg. 2

A. Kurbatov

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

119991 Moscow, Leninskie Gory, 1, bldg. 2

N. 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. 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

Bibliografia

  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.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025