Люминесцентные фосфоразотные производные бензотиадиазола и их координационные соединения

Синтез новых функционализованных фотоактивных гетероциклических соединений и комплексов с ними является одним из актуальных направлений ввиду широчайших возможностей применения этих соединений в различных областях. Один из перспективных классов – производные 2,1,3-бензотиадиазола; их соединения проявляют интересные фотофизические свойства, в частности, люминесцентные. Вместе с тем, активно изучается химия фосфазанов и их комплексов, которые также являются перспективным классом химических соединений для создания современных функциональных материалов. Фосфоразотные соединения с люминесцентными свойствами можно получить путем введения в молекулу хромофорного фрагмента, каковым и может выступать замещенный бензотиадиазол. Число исследований в области фосфоразотных соединений 2,1,3-бензотиадиазола весьма невелико и ограничивается производными с фосфатными группами (с пятивалентным фосфором), связанными с бензотиадиазольным фрагментом различными линкерами; подобных соединений с фрагментом P–N (с трехвалентным фосфором), непосредственно связанным с бензотиадиазолом, практически не описано. Данный проект направлен на решение фундаментальной научной проблемы – получение новых фотоактивных фосфоразотных соединений на основе 2,1,3-бензотиадиазола, развитие их координационной химии и выявление взаимосвязи состав-структура-фотофизические свойства. В целом в рамках проекта будут решены две синтетические задачи: разработка методик синтеза фосфазановых производных бензотиадиазола с трехвалентным фосфором и разработка методик синтеза комплексных соединений с ними. Для решения первой задачи будет использован подход, заключающийся в реакции производных 4-амино-2,1,3-бензотиадиазола с хлорфосфинами PPh2Cl и PPhCl2. При решении второй синтетической задачи будут синтезированы комплексные соединения с полученными производными бензотиадиазола, выступающими в качестве лигандов. В качестве центральных атомов будут использованы d10-ионы – Zn(II) и Cu(I) и ионы других переходных элементов – Mn(II), Pt(II) и Au(I). Предлагаемые лиганды содержат атомы различной донорности («мягкий» фосфор и «жесткий» азот), а, значит, можно ожидать от них большого разнообразия способов координации, и, как следствие, образования как молекулярных моно- и биядерных комплексов, так и координационных полимеров. Более того, выбранные ионы металлов склонны координироваться к определенному типу донорных атомов: Zn(II) и Mn(II) – к атомам N, а Cu(I), Pt(II) и Au(I) – к атомам P. Таким образом, с этими металлами, скорее всего, будут образовываться комплексы разного состава и строения. Помимо решения синтетических задач будет осуществлен поиск возможных областей применения полученных соединений. Акцент будет сделан на их фотофизические свойства, в частности, люминесцентные. Выбор ионов металлов в этом контексте обусловлен тем, что комплексы с ними могут проявлять как флуоресценцию, так и фосфоресценцию. Введение атома P в фрагмент аминобензотиадиазола существенно повлияет на электронное строение соответствующих производных и, следовательно, на их фотофизические свойства. На основании полученных данных будет установлена взаимосвязь состав-строение-фотофизические свойства для синтезированных соединений: будет изучено влияние центрального атома, способа координации и внешних воздействий на длину волны полос в электронных спектрах поглощения и люминесценции, а также времен жизни возбужденного состояния и квантового выхода.