Ученые НИЛ полимерных композитных материалов и НИЛ исследования органических соединений Химического института им. А.М. Бутлерова Казанского федерального университета синтезировали обладающие способностью к самоорганизации в водных растворах амфифильные дендримеры на основе каликсареновой платформы.

Исследования проводятся в рамках гранта РНФ «Имидазолиевые Янус-подобные дендримеры c макроциклическим ядром: каталитические системы многократного использования в "колбе" и в проточном режиме для зеленой химии», руководителем которого является профессор кафедры органической и медицинской химии Игорь Антипин. Полученные научные результаты представлены в статьях, опубликованных в журналах Королевского химического общества Soft Matter и New Journal of Chemistry.

«Амфифильные дендримеры привлекают внимание ученых в связи с тем, что такие молекулы, в дополнение к присущей дендримерам разветвленной древоподобной структуре, обладают способностью к самоорганизации в водных растворах с образованием различных наноструктур – от обычных мицелл до липосомоподобных дендримерсом», – сообщил один из участников исследования, профессор кафедры органической и медицинской химии Химического института им. А.М. Бутлерова КФУ Владимир Бурилов.

Ученые КФУ применили оригинальный подход для построения этих систем. Использованные в качестве платформы для создания  амфифильных дендримеров макроциклические молекулы  калликсарены, по словам ученого, позволили не только синтезировать гиперразветвленные макромолекулы, но и придать им правильную конфигурацию в пространстве.

«Наши соединения, синтезированные с помощью методов клик-химии, в воде самособираются, образуя структурированные наносистемы, похожие на очень пористые шарики, которые могут выполнять роль наноконтейнеров и использоваться для адресной доставки лекарств в организме человека, сжатия и хранения ДНК. Кроме того, такие наносистемы могут применяться в катализе органических реакций», – подчеркнул он. 

Научной группой было синтезировано две разновидности амфифильных дендримеров. 

«В журнале Soft Matter представлены результаты нашей работы по синтезу дендримеров на основе тиакаликс[4]аренов, содержащих на поверхности положительно заряженные имидазолиевые группы. А в статье, опубликованной в журнале New Journal of Chemistry, показано получение амфифильных дендримеров на основе каликс[4]аренов 1-го и 2-го поколения, то есть обладающих одной или двумя точками разветвления. Такие дендримеры имеют на поверхности полярные гидроксильные и оксиэтильные группы», – проинформировал доктор химических наук.

Наиболее хорошо ученые изучили использование полученных ими амфифильных дендримеров для стабилизации наночастиц палладия.

«Палладий – это металл номер один во всех каталитических реакциях, его используют повсеместно, – подчеркнул В. Бурилов. – Со временем частицы палладия слипаются, и он теряет свою каталитическую активность. Такой палладий называют "палладиевая чернь". Когда мы используем дендримеры, наночастицы палладия очень равномерно распределяются по "веточкам" дендримеров, и не происходит их слипания, а значит, катализатор будет сохранять свою активность дольше, причем его можно использовать даже в воде».

Обобщая сказанное, Владимир Бурилов подчеркнул, что синтезированные в КФУ амфифильные дендримеры могут использоваться как в качестве эффективной органической матрицы для конструирования каталитически активных гибридных материалов, так и для использования в биотехнологиях для создания средств доставки гидрофобных лекарственных препаратов или невирусных векторов.