Дизайн и каталитическая активность новых комплексов Co, Ni и Fe с протон-чувствительными и электрохимически активными лигандами в биомиметических реакциях выделения водорода и активации малых молекул

Рациональный дизайн, совершенствование и создание новых биомиметических каталитических систем, подражающих действию металлоэнзимов и биологических нанореакторов должно базироваться на каркасных структурах, содержащих координирующие Р,N,S-атомы, связанные с атомами переходного неблагородного металла (Co, Ni, Fe), и образующих некоторые полости во второй координационной сфере из макроциклов и редокс-активных «неинноцентных» лигандов. Выбор оптимального с точки зрения каталитической активности лигандного окружения и целенаправленное управлению этой активностью для создания новых высокоэффективных каталитических систем для электрохимического процесса получения молекулярного водорода из воды и других протонодоноров (HCOOH и т.п.) и активации малых молекул (CO2, H2 и др.) при минимальных значениях перенапряжения процесса и высоких скоростях реакций является важным для достижения целей проекта, понимания механизмов каталитических превращений и установления факторов, определяющих реакционную способность катализаторов. Важным аспектом исследований станет поиск рационального окружения металла путем комбинирования разных по природе лигандов (например, диазадифосфациклооктанов и бис(имино)аценафтенов, дииминатов, дииминов циклопентадиенид-аниона и др.) для достижения лучших или сравнимых с лучшими мировыми показателями активности (одновременного снижения перенапряжения выделения водорода до 0-0.3В, потенциала каталитической реакции до 0-1.0 В (отн.Fc+/Fc), значений TOF от 100 до 10000 с-1 и т.д.). Предполагается исследование возможности получения биметаллических каталитических систем с другим металлическим центром, с целью повышения их активности, например, [Ni-Fe], [Mn-Fe], [Co-Fe] и т.д. Будет проведено сравнение активности одно- и двухэлектронных катализаторов электрохимических реакций и выяснение влияния природы лиганда(ов) на стадийность переносов электрона.