Дизайн новых металл-органических кластеров и сеток на основе метациклофанов для фоторедокс катализа: получение водорода/углеводородов фотокаталитическим восстановлением H2O/CO2

Цель: создание новых супрамолекулярных архитектур на основе дискретных металлорганических структур (комплексов и наноразмерных ассоциатов) и координационных полимеров (сеток), полученных в результате взаимодействия молекулярных строительных блоков - метациклофанов, а также вспомогательных фотоактивных солигандов для фотоиндуцированного каталитического восстановления воды (реакции выделения водорода) и диоксида углерода для получения так называемых солнечных топлив (H₂, CO, MeOH и др.). Синтезированы и изучены структуры новых фотосенсибилизирующих линкеров, обладающих различной геометрией расположения координирующих центров. С помощью рентгеноструктурного анализа изучено строение новых дискретных супрамолекулярных систем - координационных клеток, полученных в результате комбинации комплексных строительных блоков на основе каликсареновых кластеров катионов 3d-металлов с фотосенсибилизирующими карбоксильными линкерами. Стабильность полученных координационных клеток изучена методом порошковой рентгеновской дифракции. Осуществлен синтез, и исследованы кристаллические структуры новых координационных полимеров, полученных в результате комбинации комплексных строительных блоков на основе каликсареновых кластеров катионов 3d/4f-металлов с фотосенсибилизирующими карбоксильными линкерами. Разработаны методы синтеза, получены и изучены структуры предорганизованных молекулярных строительных блоков на основе функциональных производных метациклофанов, зафиксированных в стереоизомерной форме конус или 1,3-альтернат и содержащих терминальные связывающие группы (карбоксильные, пиридильные, триазолильные) с катионами переходных металлов. Синтезированы и изучены с помощью РСА кристаллические структуры новых координационных полимеров на основе взаимодействия предорганизованных метациклофановых молекулярных строительных блоков. Изучены способы внесения наночастиц благородных металлов в структуры полученных координационных клеток/полимеров. Получена серия новых лантанидных 1D-координационных полимеров, обладающих способностью к настройке люминесцентных свойств, путем приготовления твердых растворов с использованием катионов лантанидов (Dy (III),Tb (III)). Разработаны методы синтеза, получены и изучены в растворе методами DLS-, TEM-, УФ-видимой спектроскопии и порошковой рентгеновской дифракции новые наночастицы золота и платины, стабилизированные амидо(диметил)амино- и карбокси-каликс[4]резорцинаренами с различной длиной алкильных заместителей по нижнему ободу, в том числе допированных фотосенсибилизирующими карбоксильными линкерами; новые нанокомпозитные материалы на основе полимерных ковалентно-связанных виологенсодержащих производных каликс[4]резорцинарена, декорированных наночастицами благородных металлов, фотосенсибилизирующими карбоксилатными линкерами, а также наночастицами TiO₂. Изучена способность всех полученных гибридных материалов на основе производных метацилофанов (координационных клеток на основе молекулярных строительных блоков M₄TC[4]A [M = Ni (II), Co (II), Zn (II)], наночастиц золота, платины, TiO₂, стабилизированных модифицированными каликсрезорцинаренами, а также полимерных нанокомпозитов на основе виологенсодержащих каликсрезорцинаренов), декорированных фотосенсибилизирующими органическими линкерами, проявлять фотокаталитическую активность в реакциях восстановления воды и разложения органических красителей. Выявлена взаимосвязь структура - свойствополученных супрамолекулярных систем на основе метациклофанов в исследованных фотокаталитических реакциях.