Завідувач відділу д. х. н., ст. дослідник Черенок С. О.
Завідувач відділу
д. х. н., ст. дослідник Черенок С. О.

Відділ організований академіком НАН України Леонідом Миколайовичем Марковським в 1973 р. З 1998 р. по 2024 р. відділ очолював академік НАН України Віталій Іванович Кальченко. Починаючи з вересня 2024 р. відділ очолює д.х.н., ст. дослідник Сергій Олексійович Черенок. У відділі працює 3 доктора наук, 4 кандидата наук, 1 доктор філософії, 3 інженера та 3 техніка. До складу відділу входить лабораторія медико-біологічних досліджень, якою керує д.х.н., ст. дослідник Роман Васильович Родік.

Основний науковий напрямок відділу - це супрамолекулярна хімія фосфоровмісних макроциклічних сполук. Дослідження спрямовані на молекулярний дизайн, синтез та вивчення супрамолекулярних взаємодій краун-етерів, каліксаренів, тіакаліксаренів та каліксрезорцинаренів. Метою досліджень є створення високоселективних рецепторів молекул та йонів, наближених за властивостями до природних ферментів, та пошук шляхів їх практичного застосування.

Основні наукові та практичні досягнення відділу

У відділі синтезовані оригінальні типи тривимірних макроциклічних сполук, оптимально передорганізованих для утворення супрамолекулярних комплексів з катіонами металів, аніонами та нейтральними органічними молекулами і біомолекулами, включаючи екологічно небезпечні та біологічно значимі.

В результаті досліджень отримано каліксаренфосфонові кислоти, які з рекордною ефективністю та (стерео)селективністю інгібують лужні фосфатази, впливають на транспорт кальцію в гладеньких м’язах, інгібують полімеризацію фібрину, що відкриває шляхи створення нових лікарських препаратів (спільно з Інститутом біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України та Інститутом біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України).

Створені хемосенсори, здатні аналізувати леткі органічні речовини у повітрі та визначати і енантіодискримінувати D,L стереоізомерні форми амінокислот у водних розчинах (спільно з Інститутом фізики напівпровідників ім. В.Є.Лашкарьова НАН України та Інститутом молекулярної біології та генетики НАН України).

Розроблені нові фосфоровмісні каліксарени, які за ефективністю та селективністю екстракції та сорбції актинідів, лантанідів, металів платинової групи, технецію (основних компонентів відпрацьованого ядерного палива) на два – три порядки перевищують відомі промислові комплексоутворювачі – триалкілфосфіноксиди, карбамоїлфосфіноксиди, 2-діетилгексилфосфорну кислоту (спільно з НТК «Інститут монокристалів» НАН України, Страсбурзьким університетом, Каліфорнійським університетом Берклі).

На основі хіральних фосфоровмісних каліксаренів розроблені каталізатори стереоселективних хімічних реакцій (спільно з КНУ ім. Т.Г.Шевченка та Лабораторією координаційних сполук університету м. Тулуза).

Співробітники відділу

  • Зав. від., д. х. н., проф. Черенок Сергій Олексійович
  • д. х. н., проф., акад. НАН України Кальченко Віталій Іванович
  • зав. лаб., д. х. н., ст. дослідник Родік Роман Васильович
  • к. х. н., ст. н. с. Атамась Людмила Іванівна
  • к. х. н., ст. н. с. Драпайло Андрій Богданович
  • к. х. н., ст. н. с. Єсипенко Олександр Адольфович
  • к. х. н., н. с. Вишневський Сергій Григорович
  • PhD, пров. інж. Бойко Юрій Сергійович
  • інж. І кат. Довгопʼята Лідія Соловеївна
  • інж. І кат. Бондарчук Лариса Олександрівна
  • інж. Селіхова Анна Ігорівна
  • техн. І кат. Лісова Ганна Олексіївна
  • техн. І кат. Святненко Ганна Степанівна
  • технік Форись Ілля Сергійович

Інноваційні розробки

  • Селективні модулятори АТР-гідролазних систем гладеньком’язових клітин
  • Селективні інгібітори терапевтично важливих ферментів
  • Амфіфільні катіонні каліксарени як бактерициди та промоутори експресії генів
  • Амфіфільні аніонні каліксарени для доставки терапевтично важливих протеїнів в біологічні клітини
  • (Тіа)каліксаренфосфонові кислоти з високою противірусною активністю для лікування ВІЛ
  • Каліксарен-метилен-біс-фосфонові кислоти як ефективні антитромботики
  • Каліксарен-фосфіноксиди як комплексоутворювачі актинідів та лантанідів
  • Каліксаренсульфіди та тіоли для зв’язування благородних металів та модифікації поверхні золота
  • Енантіомерно та діастереомерно чисті каліксарени для хіральних технологій
  • Флуоресцентні каліксарени для хемо&біосенсорів

Наукові програми і проєкти

  • INTAS «Stereochemical Non-Rigidity and Photochromism of Four and Five Coordinate Metal Complexes»
  • INTAS «Allosteric Ionophores»
  • INTAS-UKRAINA «Detection of the Organic Solvents Vapors Using Composite Thin Films Based on Calixarenes and Conductive Polymers»
  • INCO-COPERNICUS «Development of Technologies on Efficient Decontamination of Radioactive Wastes Based on New Organophosphorus Ionophores»
  • STCU «Development and demonstration of high-level waste partitioning technology with the use of phosphorylated calixarenes»
  • STCU «Chiral calixarenes for design of hybrid organic-inorganic metallocomplexing catalysts of asymmetrical reactions»
  • STCU «Development of chemosensor materials and equipment for detection of toxic substances and pollutants in the environment»
  • STCU «Phosphorylated calixarenes for selective extraction of actinides from radioactive wastes»
  • STCU-NASU «Composite calixaren-based sorbents for determination of trace radionuclides in environment»
  • CRDF «Design, synthesis and properties of calixarene based metal-organic materials, calix-MOMs»
  • NASU-CNRS «Task-specific ionic liquids for decontamination of radioactive wastes»
  • NASU-CNRS PICS «Amphiphilic calixarenes for delivery of nucleic acids and peptides»
  • NASU-CNRS GDRI «Supramolecular systems in chemistry and biology»
  • НАН України «Розумні» сенсорні прилади нового покоління на основі сучасних матеріалів та технологій»
  • НАН України «Перспективні фундаментальні дослідження та інноваційні розробки наноматеріалів і нанотехнологій для потреб промисловості, охорони здоров’я та сільського господарства»
  • Спільний українсько-латвійський науково-дослідний проєкт «Молекулярний дизайн, фізико-хімічні властивості та біологічна активність систем амфіфільних каліксаренів та дигідропіридинів для транспорту ДНК»
  • НАН України «Новітні полімерні сорбційні матеріали для радіоекологічного моніторингу»
  • НАН України «Дослідження і розробки з проблем підвищення обороноздатності і безпеки держави»
  • НАН України «Наукове забезпечення розвитку ядерно-енергетичного комплексу та перспективних ядерних технологій»
  • НФДУ «Дизайн, синтез і активність похідних каліксаренів як інгібіторів протеїнтирозинфосфатаз та інших ензимів»

Монографії
  1. N.A.Vodolazkaya, N.O.Mchedlov-Petrossyan, L.N.Bogdanova, R.V.Rodik, V.I. Kalchenko The Influence of Aggregates of Calixarenes and Dendrimers on the Protolytic Equilibria of Dyes in Aqueous Solution In book «From molecules to functional architecture. Supramolecular interactions» / Edited by V.I. Rybachenko. – Donetsk: East Publisher House, 2012. – 538 p. – P. 49-70
  2. S.V.Komisarenko, S.O.Kosterin, E.V.Lugovskoy, V.I.Kalchenko Calixarene methylene bisphosphonic acids as promising effectors of biochemical processes In book: Biochemistry and biotechnology for modern medicine / KYIV: Publishing House Moskalenko O.M., 2013. – 704 p. – P. 293-327
  3. S.V.Komisarenko, S.O. Kosterin, E.V.Lugovskoy, S.O. Cherenok, V.Yu. Tanchuk, A.I Vovk, V.I.Kalchenko Сalixarene methylene bisphosphonic acids as effectors of biochemical processes In book: LIGANDS: SYNTHESIS, CHARACTERIZATION AND ROLE IN BIOTECHNOLOGY. – New-York: NOVA SCIENCE PUBLISHERS, INC., 2014. – 295 p. – Chapter 3. – P. 67-116
  4. R.D.Labyntseva, V.I.Yavorovska, O.V.Bevza, V.I,Kalchenko, S.O.Kosterin Calix[4]arenes as the Effectors of Smooth Muscle Myosin ATPase In book «Myosin. Biosynthesis, Classes and Function» David Broadbent (ed.) // New York: Nova science publishers, Inc. – 2018. – P. 89-135
  5. Kalchenko Olga, Lipkowski Janusz, Kаlchenko Vitaly Chromatography in supramolecular and analytical chemistry of calixarenes Comprehensive Supramolecular Chemistry II / Atwood J. L. (ed.) – Oxford: Elsevier. – 2017. – Vol. 2. – P. 239–261

Розділи в монографіях
  1. N.A.Vodolazkaya, N.O.Mchedlov-Petrossyan, L.N.Bogdanova, R.V.Rodik, V.I. Kalchenko The Influence of Aggregates of Calixarenes and Dendrimers on the Protolytic Equilibria of Dyes in Aqueous Solution In book «From molecules to functional architecture. Supramolecular interactions» / Edited by V.I. Rybachenko. – Donetsk: East Publisher House, 2013. – 538 p. – P. 49-70
  2. S.V.Komisarenko, S.O.Kosterin, E.V.Lugovskoy, V.I.Kalchenko Calixarene methylene bisphosphonic acids as promising effectors of biochemical processes In book: Biochemistry and biotechnology for modern medicine. – KYIV: Publishing House Moskalenko O.M., 2013. – 704 p. – P. 293-327
  3. S.V.Komisarenko, S.O. Kosterin, E.V.Lugovskoy, S.O. Cherenok, V.Yu. Tanchuk, A.I Vovk, V.I.Kalchenko Сalixarene methylene bisphosphonic acids as effectors of biochemical processes In book: LIGANDS: SYNTHESIS, CHARACTERIZATION AND ROLE IN BIOTECHNOLOGY. – New-York: NOVA SCIENCE PUBLISHERS, INC., 2014. – 295 p. – Chapter 3. – P. 67-116
  4. R.D.Labyntseva, V.I.Yavorovska, O.V.Bevza, V.I,Kalchenko, S.O.Kosterin Calix[4]arenes as the Effectors of Smooth Muscle Myosin ATPase In book «Myosin. Biosynthesis, Classes and Function» / David Broadbent (ed.) // New York: Nova science publishers, Inc. – 2018. – P. 89-135
  5. Kalchenko Olga, Lipkowski Janusz, Kаlchenko Vitaly Chromatography in supramolecular and analytical chemistry of calixarenes Comprehensive Supramolecular Chemistry II / Atwood J. L. (ed.) – Oxford: Elsevier. – 2017. – Vol. 2. – P. 239–261

Огляди
  1. Cherenok S., Dutasta J.-P., Kalchenko V. Phosphorus-containing chiral macrocycles Current Organic Chemistry. – 2006. – Vol. 10. – P.2307-2331
  2. Kalchenko V. Calixarene receptors of environmentally hazardous and bio-relevant molecules and ions IUPAC. – 2008. – Vol. 80. – P. 1449-1458
  3. Rodik R.V., Boyko V.I., Kalchenko V. I. Calixarenes in bio-medical researches Current Medicinal Сhemistry. – 2009. – Vol. 16, No. 13. – P. 1630-1655
  4. Cherenok S., Kalchenko V. Phosphorus-containing calixarenes Topics Heterocyclic Chemistry. – 2009. – Vol. 20. – P. 229-273
  5. Rodik R.V., Klymchenko A.S., Mely Y., Kalchenko V.I. Calixarenes and related macrocycles as gene delivery vehicles J. Incl. Phenom. Macrocycl. Chem. - 2014. – V. 80, Issue 3. – P. 189-200
  6. Rodik R., Poberezhnyk M., Kalchenko V. Calixarene Derivatives for (Nano)Biotechnologies Macroheterocycles. – 2017. – Т. 10, № 4-5. – С. 421-431
  7. Kalchenko V.I. Functional calixarene nanostructures Theoretical and experimental chemistry. – 2018. – Vol. 54, No. 2. – P. 69-76
  8. Rodik R., Cherenok S., Kalchenko O., Yesypenko O., Lipkowski J., Kalchenko V. Functional Сalixarenes for Material and Life Science Current Organic Chemistry. – 2018. – Vol. 22. – P. 2196-2218
  9. Kobzar O.L., Cherenok S.O., Kosterin S.O., Kalchenko V.I., Vovk A.I. Biologically active calixarene phosphonic acids Ukr. Bioorg. Acta. – 2022. – Vol. 17, Nо. 2. – P.3-13.

Публікації за 2018-2024 рр.
  1. Andrii Karpus, Alexandr Yesipenko, Boiko Vyacheslav, Daran Jean-Claude, Zoia Voitenko. Vitaly Kalchenko, Manoury E. Synthesis of a new enantiomerically pure inherently chiral calix[4]arene phosphonic acid and its first evaluation as organocatalyst Journal of Organic Chemistry. – 2018. – Vol. 83, No. 3. – P. 1146-1153
  2. O.O.Soldatkin, S.V.Marchenko, O.V.Soldatkina, S.O.Cherenok, O.I.Kalchenko, O.S.Prynova Conductometric sensor with calixarene based chemosensitive element for the arginine detection Chemical Papers. – 2018. – Vol. 72, Issue 11. – P. 2687-2697
  3. Ternova Dariia, Ouadi Ali, Mazan Valérie, Georg Sylvia, Boltoeva Maria, Kalchenko Vitaly, Miroshnichenko Stanislas, Billard Isabelle, Gaillard Clotilde New ionic liquid based on the CMPO pattern for the sequential extraction of U(VI), Am(III) and Eu(III) Journal of Solution Chemistry. – 2018. – Published online 16 March 2018
  4. Labyntsevа Raisa, Yavorovska Viktoriia, Bevza Olexander, Drapailo Andriy, Kalchenko Vitaly, Kosterin Sergiy Thiacalix[4]arenes remove the inhibitory effects of Zn cations on the myosin ATPase activity Nanoscale Research Letters. – 2018. – Vol. 13 (1):224
  5. Labyntseva Raisa, Yavorovska Viktoriia, Bevza Alexander, Drapailo Andriy, Kalchenko Vitaly, Kosterin Sergiy Thiacalix[4]arene-tetraphosphonate Eliminates Inhibitory Effects of Heavy Metals on Smooth Muscle Myosin S1 ATPase Activity World J. of Biochemistry and Molecular Biology. – 2018. – Vol. 3, No. 2. P. 46-54
  6. Buldenko V.M., Trush V.V., Kobzar O.L., Drapailo A.B., Kalchenko V.I., Vovk A.I Calixarene-based phosphinic acids as inhibitors of protein tyrosine phosphatases Bioorg. Med. Chem. Lett. – 2019. – Vol. 29, Issue 6. – P. 797-801
  7. Karpus A., Yesypenko O., Cherenok S., Boiko V., Kalchenko O., Voitenko Z., Tribrat O., Poli R., Daran J.-C., Manoury E., Kalchenko V. Chiral phosphorus-containing calixarenes Phosphorus, Sulfur and Silicon. – 2019. – V.194, issue 4-6. – P. 471-475
  8. Danylovych H.V., Danylovych Yu.V., Rodik R.V., Gurska V.T., Kalchenko V.I., Kosterin S.O Calix[4]arenes Modulate Ca2+-Dependent Processes in Smooth Muscle Cells Mitochondria Chemistry Research Journal. – 2019. – Vol. 4, issue 6. – P. 109-122
  9. Z.I. Kazantseva, I.A. Koshets, O.M. Zaharenko, S.G. Kharchenko, V.I. Kalchenko Sensory features of thiacalix[4]arene molecules towards volatile halogen-aromatic compounds SPQEO. – 2020. – V. 23, No 1. – P. 41-45

Функціональні каліксарени Для практичного застосування