NMR spectroscopy methods in the study of the structure of small molecules in solutions, supercritical fluids, and limited volumes of porous materials and biosimilar media

Доклад посвящен анализу современных методов ЯМР-спектроскопии для исследования структуры малых молекул в различных средах, включая жидкости, сверхкритические флюиды, ограниченные объемы пористых материалов и биоподобные системы. В работе рассматриваются как классические одномерные и двумерные ЯМР-методы (NOESY, ROESY), так и специализированные подходы, позволяющие получать достоверные структурные данные. В исследованиях, проводимых в растворах, основной акцент сделан на применение 2D NOESY-спектроскопии для определения межатомных расстояний и анализа конформационного равновесия малых молекул.

Полученные данные позволяют установить корреляцию между структурой молекулы в растворе и ее последующим поведением, в частности, в процессах кристаллизации и полиморфного перехода. Особое внимание уделено применению ЯМР-спектроскопии для изучения молекул в сверхкритических флюидах, таких как CO₂. Использование специальной ячейки обеспечивает возможность проведения измерений с контролем давления и температуры, что позволяет установить влияние этих факторов на конформационное распределение молекул и смещение равновесия между различными конформерами. Такие исследования имеют важное значение для «зеленых» химических технологий и разработки экологически безопасных фармацевтических процессов. В условиях ограниченных объемов пористых материалов эксперименты, основанные на комбинации твердотельного MAS-ЯМР и 2D NOESY-спектроскопии, продемонстрировали существенное влияние релиза из наноконфайнмента на конформационное распределение адсорбированных молекул. Изменение соотношения конформеров в сравнении со свободным раствором позволяет детально охарактеризовать взаимодействие молекул с пористой матрицей, что актуально для разработки систем целенаправленной доставки лекарственных средств. Исследования в биоподобных средах включают анализ пространственной структуры и межмолекулярных взаимодействий в моделях липидных мембран и мицеллярных растворов.

В заключении доклада будут обобщены методологические подходы и экспериментальные результаты, что позволит подчеркнуть значимость ЯМР-спектроскопии как универсального инструмента для междисциплинарного исследования структуры малых молекул в различных средах. Выводы исследований способствуют более глубокому пониманию взаимосвязи между структурными характеристиками и функциональными свойствами веществ, открывая перспективы для дальнейших разработок в химии, материаловедении и биомедицине.