КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 19-73-00156

НазваниеВлияние физико-химических свойств растворителей на полиморфизм органических кристаллов

Руководитель Золотарев Павел Николаевич, Кандидат химических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" , Самарская обл

Конкурс №40 - Конкурс 2019 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-502 - Кристаллохимия

Ключевые слова Топология структур молекулярных кристаллов, компьютерный кристаллохимический анализ, межмолекулярные взаимодействия в кристаллах, топологические дескрипторы, поиск корреляций, методы машинного обучения

Код ГРНТИ31.15.17

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Способность некоторых веществ образовывать полиморфные модификации, т.е. различные кристаллические структуры, имеет большое значение во многих отраслях материаловедения, химии и фармацевтики, так как разные полиморфы одного и того же соединения могут значительно различаться по физико-химическим свойствам. В частности, от того, в какой полиморфной модификации находится лекарственное соединение, зависят такие его свойства, как растворимость, способность проникать через клеточные мембраны и, в конечном счете, биодоступность препарата. В связи с этим, актуальной проблемой является получение определенной полиморфной модификации соединения в чистом виде. Природа растворителя является одним из важнейших факторов, влияющих на структуру образующегося полиморфа, что объясняется эффектом межмолекулярных взаимодействий растворитель – растворенное вещество. Дополнительное влияние на кинетику процесса кристаллизации оказывают такие его свойства как вязкость и поверхностное натяжение. Следовательно, рациональный подбор растворителя в процессе кристаллизации имеет важное значение в оптимизации процесса получения заданной полиморфной модификации. В настоящее время влияние природы растворителя на образующиеся из него полиморфные модификации изучается преимущественно экспериментальным путем, методом проб и ошибок, что сопряжено со значительными материальными и временными затратами. При этом отсутствуют работы, в которых проводилась бы обобщение обнаруженных корреляций, а также поиск подобных зависимостей для широкого круга соединений. Для установления взаимосвязи между свойствами растворителя и структурой полиморфов нами планируется впервые применить теоретический подход, основанный на поиске корреляций между физико-химическими параметрами растворителя и дескрипторами структуры кристаллизующихся полиморфных модификаций. Мы будем использовать как предложенные нами ранее, так разработанные в рамках данного проекта дескрипторы, характеризующие, способность молекулы к образованию водородных связей или к участию в других типах межмолекулярных взаимодействий, локальную и глобальную связность молекул в кристалле, параметры молекулярной упаковки, энергию решётки кристалла, а также макроскопические параметры – вязкость, поверхностное натяжение и другие. Указанные дескрипторы будут использованы при поиске корреляций «свойства растворителя – структура полиморфа», позволяющих осуществлять прогнозирование особенностей кристаллической структуры полиморфов, образующихся из растворителей. Для нахождения корреляций планируется применение статистических методов и методов машинного обучения, в частности, логистической регрессии, случайного леса и других. Анализ будет проведен на выборке порядка тысячи молекулярных кристаллических веществ, исходная кристаллографическая информация по которым будет взята из Кембриджской базы структурных данных. При анализе будет использован не имеющий мировых аналогов комплекс программ ToposPro, позволяющий в автоматическом режиме рассчитывать геометрические и топологические характеристики молекулярных кристаллов. Впервые установленные корреляции «свойства растворителя – структура полиморфа», будут использованы для рационального подбора растворителя с целью получения полиморфных модификаций различных веществ с заданными свойствами. Будут подготовлены рекомендации по подбору растворителя для не менее чем 5 веществ известных фармакологических групп.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---