http://www.irkinstchem.ru/modules/mod_image_show_gk4/cache/slides.nrigk-is-87.jpglink
http://www.irkinstchem.ru/modules/mod_image_show_gk4/cache/slides.lngsgk-is-87.jpglink
http://www.irkinstchem.ru/modules/mod_image_show_gk4/cache/slides.leosgk-is-87.jpglink
http://www.irkinstchem.ru/modules/mod_image_show_gk4/cache/slides.lhosgk-is-87.jpglink
http://www.irkinstchem.ru/modules/mod_image_show_gk4/cache/slides.lfosgk-is-87.jpglink
http://www.irkinstchem.ru/modules/mod_image_show_gk4/cache/slides.lhsgk-is-87.jpglink
http://www.irkinstchem.ru/modules/mod_image_show_gk4/cache/slides.lshgk-is-87.jpglink
http://www.irkinstchem.ru/modules/mod_image_show_gk4/cache/slides.lfhgk-is-87.jpglink
http://www.irkinstchem.ru/modules/mod_image_show_gk4/cache/slides.lphgk-is-87.jpglink
http://www.irkinstchem.ru/modules/mod_image_show_gk4/cache/slides.lfsppgk-is-87.jpglink
http://www.irkinstchem.ru/modules/mod_image_show_gk4/cache/slides.lhdgk-is-87.jpglink
«
»

 Лаборатория ядерного магнитного резонанса

 История лаборатории

История лаборатории ядерного магнитного резонанса (ранее - структурной химии, а первоначально - лаборатории радиоспектроскопии) начинается с декабря 1970 года, когда в самый канун новогодних праздников по приглашению нового директора института члена–корреспондента АН Латвийской ССР М.Г. Воронкова в Иркутск из Риги прилетел будущий заведующий лабораторией - 28–летний кандидат химических наук, но уже автор государственного открытия, интеллигент до мозга костей, светлой памяти Пестунович Вадим Александрович. По тем временам – из Риги да в Сибирь! – просто не верилось, что такое возможно. Впоследствии Вадим Александрович и сам рассказывал, что ехал, поддавшись уговорам М.Г. Воронкова, лишь посмотреть и познакомиться, но так был очарован Сибирью, что тут же согласился остаться и возглавить организуемую лабораторию радиоспектроскопии. А уже менее, чем через два месяца, на доске объявлений Института появился приказ о создании лаборатории радиоспектроскопии и переводе в новую лабораторию вместе со спектрометрами ЯМР и ЭПР двух сотрудников (И.Д. Калихман, В.К. Воронов), а также аспирантки Т.И. Вакульской. Так началась научная деятельность лаборатории радиоспектроскопии, которая впоследствии (в 1978 году) была переименована в лабораторию структурной химии.

В первый же год после ее создания в лабораторию пришли физики – выпускники Иркутского госуниверситета В.Ф. Сидоркин и М.Ф. Ларин. Немного позже из Риги приехали В.П. Фешин, Е.О. Цетлина и С.Н. Тандура. Уже к сентябрю1971 г. в лаборатории насчитывалось 10 сотрудников, а к лету следующего года их стало уже 16. В лаборатории было сформировано четыре научных группы – группа ЯМР (И.Д. Калихман), группа ЯКР (В.П. Фешин), группа полярографии и ЭПР (Т.И. Вакульская) и группа теоретической химии (В.Ф. Сидоркин). Были приобретены три чешских спектрометра ЯМР фирмы "Tesla" на 60, 80 и 100 МГц и позже в 1980 г. -  импульсный спектрометр ЯМР фирмы "Jeol" на 90 МГц.

В трудные 90–е годы лаборатория вошла на волне исследований строения и механизмов реакций элементоорганических и гетероатомных соединений методами ЯМР, ЭПР и ЯКР спектроскопии. Они привели, в частности, к обнаружению целого ряда новых реакций и перегруппировок кремний–, германий– и оловоорганических соединений, широкому внедрению в мировую исследовательскую и аналитическую практику мультиядерной спектроскопии ЯМР. Наибольшее признание в России и за рубежом получил обширный цикл выполненных в лаборатории пионерских экспериментальных и теоретических работ по изучению соединений пента– и гексакоординированного кремния под руководством доктора химических наук, профессора В. А. Пестуновича – основателя и первого руководителя лаборатории. В этот период лаборатория провела в Иркутске три Всесоюзные конференции с приглашением иностранных ученых "Спектроскопия ЯМР тяжелых ядер", сыгравшие большую роль в становлении лаборатории и укреплении ее международного сотрудничества.

В эти же годы в лаборатории осуществляется первая отечественная разработка новых методик, основанных на использовании спектроскопии ЯМР 15N для структурных исследований электронного строения, таутомерных превращений и реакционной способности широкого ряда азотсодержащих гетероциклических соединений (М.Ф. Ларин, Л.И. Ларина). Активно развиваются работы по использованию метода ЯКР в структурных исследованиях (Г.В. Долгушин). Выполняются работы по ЭПР–мониторингу органических реакций, протекающих с участием переноса электрона (Т.И. Вакульская). Сотрудники лаборатории защищают ряд докторских диссертаций (В.К. Воронов, В.П. Фешин, М.В. Сигалов, И.Д. Калихман, С.Н. Тандура, В.К. Турчанинов, В.Ф. Сидоркин, Л.И. Ларина, Т.И. Вакульская), публикуют монографии в престижных изданиях, выступают на международных симпозиумах. В1999 г. в лаборатории появляется первый сверхпроводящий спектрометр ЯМР нового поколения DPX-400, что позволило поднять проводимые структурные исследования на принципиально новый уровень. Лаборатория постепенно выходит на международный уровень и становится одним из отечественных и мировых центров ЯМР спектроскопии.

Начало XXI века отмечено трагическим событием в истории лаборатории. На самом подъеме научной активности лаборатории 4 июля2004 г. неожиданно оборвалась жизнь выдающегося ученого, талантливого организатора науки, лауреата Государственной премии, заведующего лабораторией структурной химии со дня ее основания профессора Вадима Александровича Пестуновича. Это было тяжелой, невосполнимой утратой и для лаборатории, и для института, и для мировой науки. Лаборатория продолжает работать с прежним энтузиазмом и отдачей, но нет уже ее идейного вдохновителя и наставника.

В этот сложный для лаборатории период ее заведующим становится профессор, доктор химических наук Леонид Борисович Кривдин. По возможности им сохраняются сформировавшиеся научные традиции, но одновременно с этим развиваются и новые для лаборатории направления. Активно разрабатываются ЯМР–ориентированные квантово-химические расчеты высокого уровня и формируются новые подходы в стереохимических исследованиях на основе химических сдвигов и констант спин–спинового взаимодействия. Совместно с группами профессора Штефана Зауэра (Университет Копенгагена), профессора Рубена Контрераса (Университет Буенос–Айреса) и профессора Майкла Барфилда (Университет Аризоны) в лаборатории разрабатываются и апробируются неэмпирические методы расчета констант магнитного экранирования (химических сдвигов) и констант спин–спинового взаимодействия на основе подхода поляризационного пропагатора и теории функционала электронной плотности. Полученные результаты по теоретическому изучению механизмов и путей передачи спин–спинового взаимодействия в органических молекулах быстро приобретают широкую известность и начинают активно цитироваться в мировой литературе.

В начале 2000-х годов в лабораторию приходят молодые аспиранты с большим запасом энтузиазма и желания работать в науке, которые под руководством Л.Б. Кривдина начинают активно развивать область высокоточных ЯМР-ориентированных расчетов и успешно защищают кандидатские и докторские диссертации. Это сотрудники лаборатории Ю.Ю. Русаков, И.Л. Русакова, С.С. Хуцишвили, К.А. Чернышев, С.В. Федоров , В.А. Семенов и сотрудники базовой кафедры химии АнГТУ в Ангарске Г.Н. Глушко, Е.А. Чиркина, Т.А. Кузнецова, В.А. Данилова, Н.А. Щербина, Н.В. Истомина. Всего за эти годы под руководством Л.Б. Кривдина было защищено 12 диссертаций. Лаборатория по сути переживает свое второе рождение, связанное с омоложением коллектива, обновлением приборного парка (включая запуск второго сверхпроводящего ЯМР–спектрометра AVANCE-400 и импульсного ЭПР-спектрометра ELEXSYS E-580) и развитием новых подходов в стереохимических исследованиях и квантово-химических расчетах высокого уровня. Международным признанием научных заслуг лаборатории в области ЯМР спектроскопии является избрание в 2007 г. ее заведующего профессора Л.Б. Кривдина редактором журнала Magnetic Resonance in Chemistry, основного международного периодического издания по работам в области спектроскопии ядерного магнитного резонанса и ее использованию в химии.

Последние годы отмечены заметным усилением теоретических работ в области ЯМР-ориентированных расчетов высокого уровня (Л.Б. Кривдин, Ю.Ю. Русаков, И.Л. Русакова, С.В. Федоров, Д.О. Самульцев, В.А. Семенов). В 2012 г. в полном расцвете сил и творческой активности из жизни трагически ушел молодой талантливый ученый Кирилл Андреевич Чернышев, совсем немного не дойдя до защиты докторской диссертации. Вечная ему память! Особое развитие получают теория и практика полного четырехкомпонентного релятивистского расчета констант спин-спинового взаимодействия с участием "тяжелых" ядер, что составило прорыв в этой области на международном уровне (Ю.Ю. Русаков, И.Л. Русакова) и способствовало получению престижного гранта Российского научного фонда (2014-2016 гг.). Традиционно выполняются сложнейшие стереоэлектронные исследования синтезируемых в институте органических и элементоорганических соединений при использовании современных возможностей многоядерной многоимпульсной спектроскопии ЯМР (Л.И. Ларина, А.И. Албанов, И.А. Ушаков и др.), включая хорошо отлаженные и апробированные в лаборатории методы спектроскопии ЯМР на ядрах 13C (И.А. Ушаков), 15N (Л.И. Ларина), 29Si (А.И. Албанов) и 31Р (С.В. Федоров). Продолжаются и развиваются работы группы ЭПР (Т.И. Вакульская, С.С. Хуцишвили, аспирант Н.И. Тихонов) по изучению механизмов радикальных процессов, протекающих через стадию одноэлектронного переноса с образованием катион-радикал-анион-радикальных пар, однако в последние годы особое развитие получают исследования формирования и эволюции наноразмерных частиц металлов в природных и синтетических полимерных матрицах и изучению магнитных свойств нанокомпозитов на их основе методом ЭПР. Однако в ходе реструктуризации института в 2016 году группа ЭПР переходит в состав лаборатории структурных исследований (ранее - лаборатории физической химии), а лаборатория структурной химии становится лабораторией ядерного магнитного резонанса.

Обоснованность проводимых в лаборатории ядерного магнитного резонанса исследований диктуется научной направленностью деятельности Иркутского института химии им. А. Е. Фаворского СО РАН, связанной с развитием фундаментальных основ органического и элементоорганического синтеза высокотехнологичных, наукоемких, функциональных материалов и прекурсоров  лекарственных средств на основе ацетилена (Научная школа академика Бориса Александровича Трофимова) и кремния (Научная школа академика Михаила Григорьевича Воронкова). Работы, проводимые в лаборатории ядерного магнитного резонанса, базируются на комплексном использовании и развитии современных экспериментальных и теоретических методов ЯМР-спектроскопии, а сложившийся кадровый потенциал и профессиональный уровень ее сотрудников обеспечивает успех их выполнения.

Кадровый состав

В состав лаборатории входит 9 сотрудников, из них 2 доктора и 7 кандидатов наук:

Кривдин Леонид Борисович - д.х.н., проф. (зав. лаб.) Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Ларина Людмила Ивановна - д.х.н., в.н.с. Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Албанов Александр Иванович - к.х.н., с.н.с. Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Русаков Юрий Юрьевич - к.х.н., с.н.с. Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Русакова Ирина Леонидовна - к.ф.-м.н., с.н.с. Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Федоров Сергей Владимирович - к.х.н. Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Самульцев Дмитрий Олегович - к.х.н., н.с. Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Семенов Валентин Александрович - к.х.н., н.с. (совм.) Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Чиркина Елена Александровна - к.х.н., гл. спец. (совм.) Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Заведующий лабораторией,
д.х.н., профессор Кривдин Л.Б.

Установление строения химического соединения методом ЯМР -
прорыв наших знаний в Неизвестное

Области исследования

Исторически в лаборатории сложились и успешно развиваются два научных направления:

  1. Структурные исследования органических и элементоорганических соединений методами мультиядерной спектроскопии ЯМР
  2. Теория и химические приложения ЯМР-ориентированных квантово-химических расчетов высокого уровня

Основные достижения

Выполнены масштабные исследования стереоэлектронного строения прекурсоров высокотехнологичных, наукоемких, функциональных материалов, а также лекарственных средств, получаемых на основе ацетилена и кремния, синтезируемых в Иркутском институте химии им. А.Е Фаворского СО РАН. Для этого использованы современные методы мультиядерной спектроскопии ЯМР и высокоточные ЯМР-ориентированные квантово-химические методы расчета высокого уровня. В частности, проведено установление стереохимического строения широкого ряда фосфор-, кремний- и селеноорганических соединений на основе экспериментального измерения и высокоточного теоретического расчета химических сдвигов и констант спин-спинового взаимодействия. Проведен систематический анализ факторов, влияющих на точность расчета параметров спектров ЯМР 13C, 15N, 29Si, 31P, 77Se и 125Te на уровне теории функционала электронной плотности DFT и методов поляризационного пропагатора во втором порядке теории возмущения SOPPA(MP2), SOPPA(CC2) и SOPPA(CCSD) включая теоретический уровень метода, качество базисного набора, вклад релятивистских эффектов, колебательных поправок, влияния среды и конформационных эффектов. Разработана методология полного четырехкомпонентного релятивистского расчета химических сдвигов и констант спин-спинового взаимодействия с участием тяжелых ядер включая изотопы селена и теллура.

Награды

  • Л.Б. Кривдин - памятная медаль "300 лет Михаилу Васильевичу Ломоносову" (2012)
  • Т.И. Вакульская, Л.И. Ларина, А.И. Албанов - юбилейные медали "В память 350-летия Иркутска" (2012)
  • Л.Б. Кривдин - почетная грамота губернатора Иркутской области (2011)
  • К.А. Чернышев - диплом лауреата конкурса "Фонд содействия отечественной науке" в номинации "Лучшие аспиранты РАН" (2008)
  • Т.И. Вакульская, Л.И. Ларина, А.И. Албанов - почетные знаки СО РАН "Серебряная сигма" (2007)
  • Л.Б. Кривдин - почетная грамота Министерства образования и науки РФ (2005)

Защиты диссертаций

За время существования лаборатории ее сотрудниками, аспирантами и докторантами было защищено 10 докторских и 25 кандидатских диссертаций. В 2010 году защитил диссертацию "последний из неостепененных могикан" лаборатории н.с. Федоров Сергей Владимирович на тему "Стереохимическое исследование ненасыщенных фосфинов и фосфинхалькогенидов на основе констант спин-спинового взаимодействия 13Р-1Н" (Научн. рук. - проф. Л.Б. Кривдин), а в 2016 году - аспирант лаборатории В.А. Семенов на тему "Квантово-химические расчеты химических сдвигов ЯМР 15N в структурных исследованиях азотсодержащих гетероциклов" (Научн. рук. - проф. Л.Б. Кривдин).

Текущие гранты и контракты

Грант РФФИ № 14-03-00218 А "Стереоэлектронное строение целевых гетероатомных соединений на основе ацетилена по результатам спектроскопии ЯМР и квантово-химических расчетов высокого уровня" (Научный руководитель - д.х.н., профессор Л.Б. Кривдин).

Грант РНФ № 14-13-00215 "Релятивистские расчеты магнитно-резонансных параметров в структурных исследованиях новых практически важных органических и элементоорганических соединений" (Научный руководитель - д.х.н., профессор Л.Б. Кривдин).

Избранные публикации сотрудников лаборатории

  • Rusakov Yu.Yu., Rusakova I.L., Krivdin L.B. On the HALA effect of the NMR shielding constants of the compounds containing heavy p-elements // Int. J. Quant. Chem. - 2016. – V. 116. - N. 19. - P. 1404-1412.
  • Rusakova I.L., Rusakov Yu.Yu., Krivdin L.B. First example of the correlated calculation of the one-bond tellurium-carbon spin-spin coupling constants: relativistic effects, vibrational corrections, and solvent effects // J. Comput. Chem. - 2016. - V. 37. - N. 15. - P. 1367-1372.
  • Русакова И.Л., Русаков Ю.Ю., Кривдин Л.Б. Квантово-химические расчеты констант спин-спинового взаимодействия. Издательство "Оттиск". - Иркутск, 2016. - 353 с.
  • Русакова И.Л., Русаков Ю.Ю., Кривдин Л.Б. Теоретические основы релятивистских методов расчета констант спин-спинового взаимодействия в спектрах ядерного магнитного резонанса // Успехи химии. - 2016. – Т. 85. – N 4. – С 356-426.
  • Krivdin L.B., Rusakov Yu.Yu. Structural and Stereochemical Applications of Computational NMR Using 29Si-1H and 77Se-1H Indirect Spin-Spin Coupling Constants. In: Encyclopedia of Magnetic Resonance. Wiley. - London, 2014.
  • Русаков Ю.Ю., Кривдин Л.Б. Современные квантово-химические методы расчета констант спин-спинового взаимодействия: теоретические основы и структурные приложения в химии // Успехи химии. – 2013. – Т. 82. – N 2. – С 99-130.
  • Rusakova I.L., Krivdin L.B. Karplus dependence of spin-spin coupling constants revisited theoretically. Part 1: Second-order double perturbation theory // Phys. Chem. Chem. Phys. – 2013. – V. 15. – P. 18195-18203.
  • Rusakova I.L., Krivdin L.B., Rusakov Yu.Yu., Trofimov A.B. Algebraic–diagrammatic construction polarization propagator approach to indirect nuclear spin–spin coupling constants // J. Chem. Phys. – 2012. – V. 137, N 4. – P. 044119.
  • Chernyshev K.A., Larina L.I., Chirkina E.A., Krivdin L.B. The effects of intramolecular and intermolecular coordination on 31P nuclear shielding: phosphorylated azoles // Magn. Reson. Chem. – 2012. – v. 50, N 2. – P. 120–127.
  • Vakulskaya T. I., Larina L.I. Radical anions of flavonoids // Magn. Reson Chem.  – 2011. V. 49, N 8. – P. 508-513.
  • Larina L.I., Lopyrev V.A. Nitroazoles: Synthesis, Structure and Application. Springer. -New York, 2009. - 446 p.

 

      Яндекс.Метрика