Получение, исследование строения и физико-химических свойств наноразмерных материалов на основе металло- и элементоорганических, координационных соединений и полимеров для создания материалов для фотоники, электроники и спинтроники, применения в катализе и медицине.

В настоящем отчете рассмотрены основные результаты, связанные с разработкой наноразмерных материалов на основе элементоорганических, координационных соединений и полимеров для создания материалов для фотоники, спинтроники, применения в катализе и в медицине. Объектами исследования являются различные наноразмерные и супрамолекулярные структуры, в том числе: 1. редокс-активные полифениленовые дендримеры I генерации с алкилферроценовыми терминальными группами. Дендримеры состоят из двух блоков (жесткой полифениленовой центральной части и гибких алкилферроценильных «хвостов» на периферии) и синтезированы в рамках выполнения НИР впервые. 2. Супрамолекулярные комплексы молекулярных контейнеров – кукурбитурилов – с хромофорными молекулами. В качестве хромофорных молекул были использованы стириловые и бисстириловые красители. 3. Трис-диоксиматные комплексы (клатрохелаты) кобальта(II) и их диамагнитные железосодержащие аналоги, содержащие алифатические и ароматические заместители в апикальных положениях с разной степенью конформационной подвижности. Целью проводимых работ было создание компонентов различных функциональных наноразмерных и супрамолекулярных систем, имеющих потенциал использования в качестве: эффективных электрохимических сенсоров на катионы металлов на основе дендримеров; биосупрамолекулярных систем, в которых процессом связывания лиганд – ДНК можно управлять посредством капсулирования молекулы лиганда кукурбит[7]урилом; мономолекулярных магнитов на основе комплексов переходных металлов для устройств молекулярной спинтроники; новых цеолитных нанопористых катализаторов реакции неокислительного дегидрирования пропана. В процессе выполнения НИР были получены следующие результаты. Методом циклической вольтамперометрии установлено, что синтезированные дендримеры проявляют электрохимическую обратимость редокс-процесса. Кроме того, они удовлетворяют таким электрохимическим требованиям, как эквивалентность редокс-центров и химическая обратимость. Показано, что введение алкилпиридиниевого фрагмента в состав молекулы стирилового красителя приводит к изменению механизма связывания молекулы красителя с ДНК. Полученные результаты могут быть полезными для рационального дизайна флуоресцентных лигандов, соответствующих определенным типам связывания с ДНК. На основе бисстирилового красителя была разработана биосупрамолекулярная система, в которой процессом связывания лиганд – ДНК можно управлять посредством капсулирования молекулы лиганда кукурбит[7]урилом. Было установлено, что образование комплексов гость-хозяин между стириловыми красителями и кукурбит[7]урилом способно изменять протекание процессов E,Z-фотоизомеризации и резонансного переноса энергии электронного возбуждения в бисхромофорных системах. Показана перспективность использования клатрохелатов кобальта(II) в составе устройств молекулярной спинтроники, поскольку характерная для них полная инкапсуляция иона кобальта(II) жестким макробициклическим лигандом обеспечивает слабую зависимость формы и размера их молекул от спинового состояния инкапсулированного иона металла. Предложен новый подход к получению эффективных катализаторов реакции неокислительного дегидрирования пропана состоящий в одновременном введении цинка, меди и платины в нанопористый цеолит, что значительно повышает стабильность катализаторов и степень конверсии пропана. Показано, что полученные цеолитные катализаторы не требуют введения газа-разбавителя при проведении реакции дегидрирования пропана. За отчетный период было опубликовано 10 статей в научных журналах, цитируемых в базе Web of Science. Более половины участников НИР являются молодыми учеными в возрасте до 39 лет.