Новые хромогенные молекулярные системы на основе замещенных 2-(гидроксифенил)бензоксазолов и их металлокомплексов для материалов фотоники

Хромогенные молекулярные системы охватывают широкий спектр молекул, способных к изменению абсорбционных и флуоресцентных характеристик под воздействием внешних факторов и демонстрирующих фотохромные, термохромные, сольватохромные, ионохромные, и т.п. свойства, благодаря которым они находят применение в материалах фотоники. На их основе функционируют фильтры с переменной оптической плотностью, оптические устройства записи и хранения информации, разнообразные сенсоры, создаются оптические молекулярные переключатели, молекулярные транзисторы, системы для визуализации биологических процессов, различные версии субдифракционной микроскопии, органические светоизлучающие устройства (OLED). Среди таких молекул важное место принадлежит соединениям класса бензазолов. Производные бензазолов проявляют фотохромные свойства, обусловленные реакцией E-Z фотоизомеризации. Ряд модификаций бензазолов демонстрируют флуоресценцию с аномальным стоксовым сдвигом (ASS), обусловленную переносом протона в возбужденном состоянии (Excited state intramolecular proton transfer, ESIPT). И, наконец, бензазолы способны взаимодействовать с ионами металлов, образуя комплексные соединения. В частности, комплексы цинка (II) на основе 2-(2-гидроксифенил)бензазола используются в качестве активных компонентов OLED, а также датчиков флуоресценции. Также широко представлены цинковые комплексы бензазолов, которые являются многообещающими системами для биовизуализации и терапевтическими агентами с выраженной биологической активностью. Подобного рода соединения и материалы могут найти практическое применение в тераностике, инновационном направлении медицины, препараты которой одновременно отвечают как за терапевтические, так и за диагностические функции. В связи с этим разработка методов синтеза и получение новых систем на основе производных 2-(гидроксифенил)бензоксазола и исследование их хромогенных свойств является актуальной задачей. В рамках проекта предложен новый оригинальный подход к разработке методов синтеза и получению новых хромогенных систем на основе полихлорзамещенных 2-гетарил-1,3-трополонов – полизамещенных 2-гидроксифенилбензоксазолов и их металлокомплексов с переходными металлами Zn (II) и Cd (II), демонстрирующих интенсивную флуоресценцию как в растворе, так и в твердом состоянии и представляющих практический интерес в качестве компонентов OLEDs. Подобные соединения также представляют интерес и для медицинской химии. Разработанный нами ранее метод построения 2-гетарил-1,3-трополонов будет лежать в основе получения новых хромогенных систем. Новизна ожидаемых результатов заключается в получении оригинальных данных по синтезу новых лигандных систем и их комплексов, в выявлении фундаментально-значимых корреляций структура-свойство и определении влияния структуры органических соединений на их фотохимические свойства. Методами ИК, УФ, гетероядерной ЯМР спектроскопии и рентгеноструктурного анализа (для ключевых органических и большинства координационных соединений) будет установлена структура полученных соединений. Будут проведены спектральные и фотохимические исследования полученных полизамещенных 2-(гидроксифенил)бензоксазолов и их комплексов с металлами Zn (II) и Cd (II). Таким образом, будут получены новые научные данные, состоящие в расширении ограниченного круга хромогенных систем на основе производных 2-(гидроксифенил)бензоксазолв, разработке новых методик органического синтеза, установлении структурно-обусловленных спектрально-кинетических закономерностей.