Supramolekulaarse keemia uurimisrühm
Professor Riina Aava uurimisrühm tegeleb supramolekulaarse ehk molekuliülese keemiaga, mis uurib kuidas molekulid omavahel kommunikeerivad. Uurimisrühm huvitub asümmeetriliste konteiner- ja võõrustajamolekulide sünteesist ning nende kirjeldamisest molekulaarsel ja supramolekulaarsel tasandil. Supramolekulaarne keemia läheneb ainete uurimisele komplekselt, hõlmates nii analüütilise, orgaanilise kui ka füüsikalise keemia valdkondi. Uuritakse molekulide moodustumist, nende struktuure ning nende omadusi tänu millele saaks neid molekule ja nende interaktsioone teise molekulidega ära kasutada spetsiifiliste ja selektiivsete retseptorite ja molekulaarmasinate välja töötamiseks. Eriti paeluvad rühma kiraalsed molekulid, sest eluslooduse ehituskivid on kiraalsed ning nende omaduste mõistmine on vajalik eluslooduse toimimise mõistmiseks.
Sünteesitavad makrotsüklid töötavad molekulaarsete mahutitena, mis seovad endasse läbi molekulidevaheliste interaktsioonide teisi väiksemaid molekule või ioone, mille ise-organiseerumine on huvipakkuvaks omaduseks. Neid makrotsükleid võib vaadelda kui põhjata ja kaaneta tünnikesi, milles väikesed molekulid püsivad sees mitte tänu raskusjõule, vaid hoopis elektrostaatilise ja geomeetrilise sobivuse tõttu. Antud uurimisrühma laboris laialdaselt kasutatavate hemikukurbituriilide sünteesil tekitatakse ühes sünteesietapis kuni 16 süsinik-lämmastik sidet, mis ongi võimalik just tänu molekulide suunatud ise-organiseerumise.
Selektiivsuse ning spetsiifilisuse tõttu on sünteesitavad mahutid rakendatavad materjalitehnoloogias, sensoritena või lõksudena, ning samuti väikeste molekulide suunatud transpordil näiteks ravimi-ja toiduainetööstuses.
Labori töös kasutatakse erinevaid sünteesitehnikaid – kasutatakse nii traditsioonilist sünteesi kui ka mehhanokeemilist sünteesi, mis on võrreldes traditsioonilise sünteesiga keskkonnasõbralikum. Sünteesitud ainete omaduste uurimiseks kasutatakse kõrgsurve vedelikkromatograafiat (HPLC), massispektromeetriat (MS), tuumamagnetresonants spektroskoopiat (TMR), ultravioletne-nähtav spektroskoopiat (UV-Vis), monokristallide röntgendifraktsioonanalüüsi (SC-XRD) jpt meetodeid.
Riina Aav on Keemia ja biotehnoloogia instituudi professor ning Loodusteaduskonna teadus-ja arendusprodekaan ning oma uurimisgrupi lõi ta 2011.aastal. Ta on lõpetanud TalTechi ja kaitses enda doktorikraadi 2005.aastal Prof. Margus Loppi ja Prof. Tõnis Kangeri juhendamisel. Oma doktorantuuriõpingute ajal töötas ta Prof. A. Alexakise juures Genfi Ülikoolis ning veetis aasta Illinoisi Ülikoolis töötades Prof. S. E. Denmarki juures.
Uurimistöö põhivaldkond on supramolekulaarne keemia, mis on spetsialiseerunud asümmeetriliste tünn- ja võõrustajamolekulide sünteesile ja iseloomustamisele, nende moodustumisele, struktuuri kirjeldamisele, kiroptilistele ja supramolekulaarsetele omadustele, samuti nende kasutamisele kiraalsete sensoritena. Ta on umbes 40 artikli autor (h-indeks = 10, viidatud pea 400 korda) ning teda on tunnustatud kui väljapaistvat retsensenti ajakirjale Journal of Molecular Structure (Elsevier).
CV : https://www.etis.ee/CV/Riina_Aav/est?lang=ENG&tabId=CV_EST
riina.aav@taltech.ee
Researcher ID K-4907-2014
ORCID 0000-0001-6571-7596
Phone : +372620818
Tatsiana Dalidovich, Kamini A. Mishra, Tatsiana Shalima, Marina Kudrjašova, Dzmitry Kananovich* and Riina Aav*, Rapid Mechanochemical Synthesis of Amides with Uronium-Based Coupling Reagents, a Method for Hexa-amidation of Biotin[6]uril. ACS Sustainable Chem. Eng. 2020, 8, 41, 15703–15715 DOI link
Kamini A. Mishra, Jasper Adamson, Mario Öeren, Sandra Kaabel, Maria Fomitšenko and Riina Aav*, Dynamic Chiral Cyclohexanohemicucurbit[12]uril. Chem. Commun., 2020, 56, 14645-14648 DOI link
Irina Osadchuk,* Victor Borovkov, Riina Aav and Eric Clot, Benchmarking computational methods and influence of guest conformation on chirogenesis in zinc porphyrin complexes, Phys. Chem. Chem. Phys., 2020, 22, 11025 DOI link
Nele Konrad, Darya Meniailavaa, Irina Osadchuk, Jasper Adamson, Mohammed Hasan, Eric Clot, Riina Aav, Victor Borovkov* and Dzmitry Kananovich* Supramolecular chirogenesis in zinc porphyrins: Complexation with enantiopure thiourea derivatives, binding studies and chirality transfer mechanism, J. Porphyrins Phthalocyanines, 2020; 24: 840–849 DOI link
Prigorchenko, E.; Ustrnul, L.; Borovkov, V.; Aav, R. Heterocomponent ternary supramolecular complexes of porphyrins: A review Journal of Porphyrins and Phthalocyanines, 2019, 23, 11n12, 1308-1325. DOI link
Ustrnul, L.; Kaabel, S.; Burankova, T.; Martõnova, J.; Adamson, J.; Konrad, N.; Burk, P.; Borovkov, V.; Aav, R. (2019). Supramolecular chirogenesis in zinc porphyrins by enantiopure hemicucurbit[n]urils (n = 6, 8). Chemical Communications. 2019, 55, 14434-14437 DOI link
Peterson, A.; Ludvig, M-L.; Martõnova, J.; Kaabel, S.; Kerner, P.; Uudsemaa, M.; Trummal, A.; Fomitšenko, M.; Pehk, T.; Aav, R.; Adamson, J., New oxacalix[4]arene carboxylate detects viologen in protic media, Supramolecular Chemistry, 2019 DOI link
Prigorchenko, E., Kaabel, S., Narva, T., Baškir, A., Fomitšenko, M., Adamson, J., Järving, I., Rissanen, K., Tamm, T., Aav, R. Formation and trapping of the thermodynamically unfavoured inverted-hemicucurbit[6]uril Chem. Commun., 2019, 55, 9307 DOI link
Kaabel S., Stein R. S., Fomitsenko M., Jarving I., Friscic T., Aav R., Size‐control by anion templating in mechanochemical synthesis of hemicucurbiturils in the solid state, Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 6230 –6234. DOI link
Peterson, A., Kaabel, S., Kahn, I.,Pehk, T., Aav, R., Adamson, J. Unsubstituted Oxacalix[n]arenes (n=4 and 8): A Conformational Study in Solution and Solid State and Interaction Studies with Aromatic Guests ChemistrySelect, 2018 3, 9091−9095. DOI link
Aav, R., Mishra, K. A. The breaking of symmetry leads to chirality in cucurbituril-type hosts, Symmetry, 2018, 10, 98, DOI link (Invited) Special issue: Chiral Auxiliaries and Chirogenesis
Adamson, J.; Nazarski, R. B.; Jarvet, J.; Pehk, T.; Aav, R. Shortfall of B3LYP in Reproducing NMR JCH Couplings in Some Isomeric Epoxy Structures with Strong Stereoelectronic Effects: A Benchmark Study on DFT Functionals. ChemPhysChem, 2018, 19, 631 – 642. DOI link
Kaabel, S.; Aav, R. Templating Effects in the Dynamic Chemistry of Cucurbiturils and Hemicucurbiturils. Isr. J. Chem. 2018, 58, 296 –313. DOIhttps://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ijch.201700106 link (Invited) Special issue: Cucurbiturils and Related Cavitands, Cover Picture Isr. J. Chem. 2018, 58, 186
Kaabel, S.; Adamson, J.; Topić, F.; Kiesilä, A.; Kalenius, E.; Öeren, M.; Reimund, M.; Prigorchenko, E.; Lõokene, A.; Reich, H. J.; Rissanen, K.; Aav, R. (2017). Chiral hemicucurbit[8]uril as an anion receptor: selectivity to size, shape and charge distribution. Chemical Science, 2017, 8 (3), 2184−2190. DOI link
Fomitšenko, M.; Peterson, A.; Reile, I.; Cong, H.; Kaabel, K.; Prigorchenko, E.; Järving I.; Aav R. (2017). A quantitative method for analysis of mixtures of homologues and stereoisomers of hemicucurbiturils that allows us to follow their formation and stability. New Journal of Chemistry, 2017, 41, 2490−2497. DOI link
N. Konrad, D. Kananovich, R. Aav, V. Borovkov, Spectroscopic Study of (all-R, R)-cyclohexanohemicucurbit [8] uril and Its Host-Guest Supramolecular Hexafluorophosphate Complexes, Multidisciplinary Digital Publishing Institute Proceedings, 2017, 2 (1), 64. DOI link
Kaasik, M.; Kaabel, S.; Kriis, K.; Järving, I.; Aav, R.; Rissanen, K.; Kanger, T. Synthesis and Characterisation of Chiral Triazole-Based Halogen-Bond Donors: Halogen Bonds in the Solid State and in Solution. Chemistry - A European Journal, 2017, 23 (30), 7337−7344. DOI link
Aav, R.; Kaabel, S.; Fomitšenko, M. Cucurbiturils: Synthesis, Structures, Formation Mechanisms, and Nomenclature. In Comprehensive Supramolecular Chemistry II; Atwood, J. L., Ed.; Elsevier: Oxford, 2017; Volume 3, pp. 203–220, ISBN 978-0-12-803199-5. (Invited) DOI link
Aav, R. Chiral molecular containers hemicucurbiturils – Are they symmetric or asymmetric? Symmetry: Culture and Science, 2016, 28 (2), 167−170.
Prigorchenko, E.; Öeren, M.; Kaabel, S.; Fomitšenko, M.; Reile, I.; Järving, I.; Tamm, T.; Topic, F.; Rissanen, K.; Aav, R. Template-controlled synthesis of chiral cyclohexylhemicucurbit[8]uril. Chemical Communications, 2015, 51, 10921−10924. DOI link
Parve, J.; Reile, I.; Aid, T.; Kudrjašova, M.; Müürisepp, A.-M.; Vallikivi, I.; Villo, L.; Aav, R.; Pehk, T.; Vares, L.; Parve, O. Lipase-catalyzed stereoresolution of long-chain 1,2-alkanediols: a screening of preferable reaction conditions. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 2015, 116, 60−69. DOI link
Kõllo, M.; Aav, R.; Tamp, S; Jarvet, J.; Lopp, M. Asymmetric synthesis of the 2,2,3-trisubstituted cyclopentanone, D-ring fragment of 9,11-secosterols. Tetrahedron, 2014, 70 (38), 6723−6727. DOI link