Высокоспиновые моно- и полиядерные металлокомплексы на базе полидентатных N-доноров как потенциальные компоненты молекулярных электронных устройств и синтетические модели негемовых металлопротеинов

Цель: синтез и всестороннее исследование рядов новых координационных соединений, содержащих обменно-связанные ионы переходных металлов, на основе N₂O₃-, N₄O- и N₂OS₂-донорных лигандов с последующим выявлением обобщающих закономерностей «структура – магнитные свойства». Синтезированы N₂O₃- и N₂OS₂-донорные бинуклеирующие лигандные системы, полученные конденсацией 1-фенил-3-метил-4-формилпиразолона-5 и 1-фенил-3-метил-4-формилпиразолтиона-5 с 1,3-диаминопропанолом-2, а также комплексы меди (II) и никеля (II) на их основе. Установлено строение выделенных соединений. Показано, что в зависимости от условий синтеза бис-азометины образуют моно-, би- либо тетраядерные комплексы. Доказана возможность смены знака магнитного обмена в биядерных комплексах меди (II) с несимметричным обменным фрагментом с антиферромагнитного на ферромагнитный в результате мостиковой координации молекулы ДМСО. С помощью квантово-химического моделирования показано, что роль молекулы растворителя как «переключателя» характера обменного взаимодействия заключается исключительно в стабилизации искаженной конформации металлоциклов, а не в создании дополнительных каналов обмена. Изучено влияние природы экзогенных мостиков и немостиковых донорных атомов на характер магнитного обмена в биядерных комплексах меди (II). Впервые показана возможность реализации симметричной конформации металлоциклов и, как следствие, антиферромагнитного обмена в биядерных комплексах с азаиндолатным и пуринатным экзогенным мостиком. Показано, что трихлорацетатно-мостиковый комплекс меди (II) с N₂OS₂-донорным бис-азометином способен фиксировать CO₂ воздуха, образуя карбонатно-мостиковый тетраядерный комплекс. Варьирование природы ионов металла, экзогенных мостиковых групп и донорных центров дает возможность изменять структуру комплексов, геометрию обменного фрагмента, зарядовое распределение и симметрию орбиталей, участвующих в трансляции магнитного обмена. Полученные высокоспиновые молекулярные системы перспективны как для создания молекулярных электронных устройств, так и в качестве синтетических моделей негемовых металлоэнзимов.