ИСТИНА

Проект направлен на синтез новых металл-содержащих строительных блоков для конструирования функциональных материалов, реагирующих на внешние воздействия, так называемых стимулотропных материалов (их еще можно назвать управляемыми материалами). В качестве основного структурного звена, которое будет обеспечивать чувствительность и управляемость материала, планируется использовать производные ферроцена. Выбор именно таких структурных субъединиц обусловлен характерными для производных ферроцена обратимыми редокс-превращениями и их способностью поглощать электромагнитное излучение. Для реализации сенсорных приложений будут использоваться хемо-, свето- и ионочувствительные фрагменты молекул. В качестве светочувствительных фрагментов будут использованы ковалентно связанные с ферроценовым ядром сопряженные еноновые и азобензольные хромофоры, в качестве ионочувствительных фрагментов 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонаны. Хемосенсорную функцию на глюкозу будут выполнять остатки арилборных кислот. Для получения материалов планируется использовать нековалентную сборку комплементарных супрамолекулярных тектонов. Исследование откликов полученных материалов на химическое, световое, электрическое, механическое и тепловое воздействие будет осуществляться методами ДСК, оптической и электронной микроскопии, динамического светорассеяния, спектрофотометрии, спектрофлуориметрии, циклической вольтамперометрии. В рамках совместного проекта запланированы двусторонние визиты для обмена мнениями, составления рабочих планов, обсуждения результатов, написания статей и отчетов

В связи с этим распределение разделение труда партнеров планируется в соответствии с их компетенциями. Российские партнеры будут осуществлять синтез лигандов и комплексов на их основе, исследовать их строение, поведение в растворе, проводить изучение модельных фото- и редокс-превращений на мономерных сенсорных фрагментах. Китайские партнеры будут выполнять реакции присоединения синтезированных российской стороной комплексов к полимерам и исследовать свойства полученных функционализированных материалов и сенсоров, а также синтезировать производные, содержащие борные кислоты и фрагменты азобензола.

Российскими партнерами разработаны методы, позволяющие синтезировать новые типы экзо-полидентатных лигандов – донорных тектонов для создания супрамолекулярных архитектур различного типа. Разработаны методы синтеза нескольких семейств сопряженных экзо-полидентатных органических лигандов, в которых центральные ядра (бензол, пиридин, азолы, кросс-сопряженные диеноны, вердазилы) связанны сопряженными линкерами с пиридиновыми и пиримидиновыми периферийными донорными фрагментами. Предложены новые подходы и стратегии сборки супрамолекулярных координационных полимеров (цепочек и сеток) с заранее запрограммированными структурой и свойствами, в том числе с помощью метатезиса противоионов и лигандов. Изучены закономерности образования супрамолекулярных архитектур различной размерности и нуклеарности из синтезированных в работе комплементарных донорных и акцепторных тектонов. Целенаправленно получены дискретные и полимерные структуры. Коллектив китайских исследователей имеет обширный опыт функционализации полимерных материалов и их комплексного исследования всеми доступными физическими методами (1997-2016 гг.). Сотрудничество обоих коллективов в инициативном порядке было начато в 2008 году с обмена визитами с научными сообщениями. Далее был подан совместный проект РФФИ-ГФЕН, который был поддержан (2014-2015); его успешное завершение сделало возможным написание настоящего проекта. В настоящее время это сотрудничество уже воплощено в пяти совместных публикациях, одна статья находится в печати. Китайские коллеги осуществляют мультидисциплинарные исследования в области синтеза и электрохимии производных ферроцена, включая ферроценсодержащие полимеры и координационные полимеры. Коллегами из Китая приготовлена серия ферроценсодержащих полимеров как сенсоров на анионы. Кроме того, сделана большая работа по приготовлению ферроценсодержащих координационных полимеров как хранилищ водорода.

В течение первого и второго года, по мере синтеза тектонов и функциональных молекул, будут изучаться их сенсорные характеристики – поглощение/испускание света; электрохимическое поведение; взаимодействие с ионами переходных металлов. При получении гелеобразных продуктов будет использована методика удаления растворителя с помощью СКФ с целью получения аэрогелей. Все заявленные в Проекте задачи являются новыми. В ходе выполнения проекта будут: • синтезирован ряд новых ферроценодержащих супрамолекулярных тектонов; • синтезированы новые производные ферроцена, содержащие остатки фенилборных кислот и азобензола; • синтезированы продукты взаимодействия новых тектонов друг с другом и с ионами переходных металлов; • изучены фото-и редокс-свойства мономерных и полимерных продуктов; • получены характеристики новых сенсоров на глюкозу и Cu(II); • сделаны рекомендации по составу и структуре материалов для уверенного проявления заявленных характеристик. Планируется опубликовать не менее пяти статей в рецензируемых журналах.