Ученые из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, Еврейского университета в Иерусалиме и Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева изучили строение соединений пероксида водорода, что открывает потенциальные возможности для направленного создания твердых источников пероксида водорода, в частности, перспективных лекарственных препаратов. Результаты работы опубликованы в журнале Molecules. Пероксид водорода является эффективным и экологически безопасным окислителем и широко применяется в фармацевтической, пищевой и химической промышленности в виде водных растворов, а также в составе твердых соединений (пероксосольватов) в качестве отбеливающего, дезинфицирующего и антисептического средства. Кристаллические пероксосольваты – твердые соединения пероксида водорода и солей или молекул, образованные за счет водородных связей. Первые пероксосольваты были получены в самом начале XIX века профессором Новороссийского Университета С.М. Танатаром Он выделил и исследовал пероксосольваты карбоната натрия (перкарбонат натрия) и мочевины (гидроперит, пероксид мочевины). Эти соединения до сегодняшнего дня остаются самыми востребованными и производятся в количестве более миллиона тонн. Ежедневно каждый из нас сталкивается с этими соединениями - перкарбонат натрия входит в состав стиральных порощков и отбеливателей, а чистый пероксид мочевины продается в каждой аптеке в виде таблеток гидроперита. С другой стороны, пероксид водорода участвует во многих биохимических процессах в живых организмах, где может происходить образование промежуточных соединений пероксида водорода с биологическими молекулами. Несмотря на то, что первые пероксосольваты были открыты около 120 лет назад, альтернатива перкарбонату натрия и пероксиду мочевины до сих пор не найдена, что определяется легкостью получения и их высокой стабильностью. Согласно поиску в Кэмбриджском банке структурных данных (CSD) и банке данных неорганических структур (ICSD), содержащих сведения о кристаллической структуре соединений, в 2000 году было известно менее 45 кристаллических пероксосольватов. За последние 20 лет развитие приборной базы рентгеноструктурного анализа и растущий интерес к исследованиям в данной области позволил увеличить число известных соединений до 134. Из них 44 соединения были получены и исследованы в России, сотрудниками Лаборатории пероксидных соединений и материалов на их основе совместно с Лабораторией кристаллохимии и рентгеноструктурного анализа ИОНХ РАН. «Опубликованная работа посвящена комплексному анализу структур известных кристаллических пероксосольватов: выявлены природа и требования, предъявляемые к соединениям, способным образовывать пероксосольваты (коформеры). Выполнен анализ числа, геометрии и силы водородных связей молекул пероксида водорода, которые являются структурообразующими при формировании кристаллических соединений. В таких соединениях молекула пероксида водорода всегда образует две водородные связи как донор протона и до четырех водородных связей как акцептор протона. Проанализированы размерность и типы кластеров, образованных соседними молекулами пероксида водорода (изолированные молекулы, димеры, тетрамеры, гигантские 5- и 12-членные кластеры и бесконечные цепочки», - рассказал заведующий Лабораторией пероксидных соединений и материалов на их основе ИОНХ РАН, доктор химических наук Петр Приходченко. Авторы представили в работе методы оценки энергии водородных связей с привлечением квантово-химических расчетов. Оказалось, что стабильность кристаллических пероксосольватов во многом определяется количеством и силой водородных связей с участием молекул пероксида водорода. Пероксосольваты остаются недооцененным и малоизученным классом химических соединений. Представленные результаты открывают возможности для направленного создания новых пероксосольватов, которые будут иметь практическое применение. На сегодняшний день начинает развиваться направление получения лекарственных препаратов с известными и новыми активными ингредиентами. Это позволит увеличить растворимость лекарственного средства за счет получения сольватов с пероксидом водорода. При этом пероксид водорода, входящий в состав лекарственных препаратов, будет работать как антисептик. Таким образом, пероксосольваты лекарственных средств будут иметь двойное действие. Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского химико-технологического Университета им. Д.И. Менделеева, Российского фонда фундаментальных исследований (№№ 18-03-00973, 18-03-01107 и 20-03-00449) и Государственного задания Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН в области фундаментальных исследований.