Российским химикам удалось раскрыть структуру гидроксиламина — вещества, которое применяют для производства нейлона, лекарств и агрохимикатов. Об этом порталу Наука Mail рассказала пресс-служба РНФ. Долгое время кристаллическое строение гидроксиламина оставалось загадкой: еще в 1955 году ученые пытались его изучить, но техника не позволяла разглядеть атомы водорода, а от их расположения зависит форма молекулы.
Ученые из Института общей и неорганической химии имени Н. С. Курнакова РАН (Москва) вырастили крупные иглы гидроксиламина длиной до 1,5 сантиметров. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале CrystEngComm.
Из-за взрывоопасности кристаллов и их склонности впитывать воду из окружающей среды авторы осуществляли весь процесс при охлаждении до −15°C и под защитным слоем перфторированного масла. С помощью кристаллографии и квантовых расчетов исследователи выяснили, что в кристалле гидроксиламин находится в нейтральной молекулярной форме. Кроме того, впервые в мире им удалось зафиксировать его скрытую форму — циклический димер: две молекулы соединились прочными водородными связями. Для описания таких структур ученые ввели новый термин — «гидроксиламиносольваты».
Проанализировав 230 кристаллических структур из Кембриджского банка структурных данных, в которых гидроксиламин соседствует с другими молекулами, и сопоставив их с собственными экспериментальными результатами, авторы вывели простое правило: длина связи между азотом и кислородом в молекуле может служить абсолютным индикатором формы гидроксиламина. Если она больше 1,43 Å (ангстрем — единица длины; в десять миллиардов раз меньше метра) — перед нами нейтральная форма, если меньше или равна — цвиттер-ионная. Теперь достаточно одного рентгеноструктурного измерения, чтобы определить форму гидроксиламина в любом кристалле без сложных и опасных экспериментов.
Разработанный нами критерий открывает путь к целенаправленному синтезу новых стабильных кристаллических материалов на основе гидроксиламина. В дальнейшем мы планируем использовать этот подход для дизайна соединений с заданными свойствами — для медицины, энергетики и химической промышленности.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что российские химики раскрыли парадокс фтора в светящихся материалах.