Водородная связь является важным инструментом молекулярного дизайна во всех областях химии, включая инженерию кристаллов, материаловедение и медицинскую химию. В большинстве систем водородные связи существуют не изолировано, а взаимодействуют с особенностями электронного строения окружающих молекулярных групп. Известно, что водородные связи склонны к индуцированной поляризации, что, в свою очередь, значительно влияет на прочность образующихся комплексов и, следовательно, свойств систем их содержащих. В данном проекте предлагается провести систематическое исследование методами квантовой химии модельных систем, содержащих имидазольный фрагмент, на предмет возможности использования дополнительных невалентных взаимодействий для подстройки прочности образуемых водородных связей. Интерес к имидазольному фрагменту вызван, с одной стороны, тем, что он может выступать как в качестве акцептора, так и донора водородной связи. С другой стороны, имидазольное кольцо входит в состав многих биологических объектов. Например, имидазол является частью боковой цепи аминокислоты гистидина, входит в состав гормона гистамина, некоторых оксидаз, противогрибковых, антибактериальных и седативных лекарственных препаратов.
В рамках проекта планируется систематически исследовать как появление дополнительных невалентных взаимодействий имидазола влияет на электронное строение таких систем, и, в частности, на свойства водородных связей NH...O/N с участием атомов азота кольца. Возможность выполнения таких теоретических исследований стала доступна лишь в последние годы в связи с развитием вычислительных методов и доступностью вычислительных платформ, и на сегодняшний день аналогичные исследования еще не проводились. Выполнимость поставленных задач определяется предыдущим опытом руководителя и подтверждается публикацией статей в высокорейтинговых журналах (18 статей с 2017 года, из них 13 публикаций в изданиях, входящих в первый квартиль (Q1) по JCR Science Edition или JCR Social Sciences Edition, по SJR.