Дизайн и синтез новых флуорофоров на основе триазолохиназолина или 2-арил(азинил)хиназолина с перспективными спектрально-люминесцентными свойствами для создания функциональных органических материалов.

Неоспоримая значимость хиназолин-содержащих флуоресцентных молекул и их применимость прежде всего в качестве OLED-материалов и pH-сенсоров подтверждена многочисленными исследованиями и положительными результатами, полученными разными научными группами. Широкий интерес к молекулам хиназолинового ряда обусловлен привлекательными электронными свойствами хиназолинового ядра, относительной доступностью реагентов, простотой методов синтеза и модификации, а также возможностью тонкой настройки фотофизических свойств и желаемых характеристик. На сегодняшний день найдены молекулы, проявляющие интенсивную люминесценцию в растворах, порошках, плёнках, а также сольватохромные, ацидохромные, механохромные, AIE, TADF и др. свойства. Несмотря на внушительный объём исследований, данные по некоторым производным хиназолина, в частности 2-азинилхиназолина и триазолохиназолина весьма ограничены. Кроме того, практически нет систематических исследований по взаимосвязи «структура – фотофизические свойства», которые бы составили фундаментальную основу в области разработки функциональных материалов. Таким образом, дизайн и синтез новых классов флуорофоров на основе хиназолина, изучение фотофизических свойств, закономерностей и причин их проявления, а также поиск малостадийных и эффективных синтетических подходов определяет актуальность данного исследования. Научная новизна исследования заключается в следующем: - Дизайн оригинальных молекулярных каркасов, содержащих в своей структуре электроноакцепторный хиназолиновый фрагмент. В частности, будут построены тразолохиназолины путём [1,5-c] или [4,3-c] аннелирование триазола к хиназолиновому ядру. Будет проанализировано влияние типа аннелирования на проявление люминесцентных свойств в различных агрегатных состояниях (в растворах, твёрдой и агрегированной фазе). Также в рамках исследования предполагается модификация 2-арил(азинил)хиназолинов путём введения заместителей (фтора, метил- или метокси-группы) в бензольное кольцо, остатка карбазола или арилсульфанилфенильной группы и др. - Разработка удобных методов синтеза, которые позволят получать широкие ряды соединений и выполнять их модификацию. Например, для формирования 2-азинилхиназолин-4-онового будет разработан более эффективный метод синтеза, который заключается в конденсации фторсодержащих антраниловых кислот с генерируемыми in situ иминоэфирами. Также будет изучена реакция S-арилирования метилсульфанилфенильного остатка хиназолина ариновыми интермедиатами, полученными in situ из соответствующих антраниловых кислот и синтезирован ряд новых 2-арил-замещённых хиназолинов. Важное направление исследования включает функционализацию фтор-содержащих 2-арил(азинил)хиназолин-4(3Н)-онов и их 4-замещённых аналогов по хиназолиновому ядру или заместителю в положении 2 действием натриевой соли карбазола, полученной in situ. - Функционализация хиназолинов и триазолохиназолинов перспективными для конкретного практического применения заместителями. Планируется создать молекулы, содержащие в своей структуре фрагмент пирена, 9,9'-спиробифлуорена, (морфолин-4-ил)фенилена и др., перспективные в качестве компонентов материалов OLED-устройств и сенсоров. В ходе выполнения проекта будут получены широкие ряды новых производных хиназолина и выполнено систематическое исследование фотофизических свойств с целью установления закономерностей «структура-фотофизические свойства». Для ряда производных будут изучены сольватохромные, ацидохромные свойства, сенсорная способность к катионам металлов, нитросоединениям и др. аналитам. Будут получены квантово-механические расчёты для сравнения с практическими результатами и их анализа. Полученные теоретические и практические результаты будут сопоставлены с данными для аналогичных структур и выявлены соединения-лидеры для практического применения.