Получение новых супрамолекулярных архитектур / рецепторов катионов металлов на основе (гетеро)макроциклов и поли(гетеро)ароматических соединений с использованием некатализируемых трансформаций, реакций С-С сочетания и родственных процессов

Проект: Проект-Грант

Сведения о проекте

Описание

Проект направлен на решение актуальной задачи создания новых фотолюминесцентных сенсоров/супромолекулярных экстрактантов с высокой селективностью к целевым катионам металлов с перспективой применения в устройствах медицинской диагностики (например, фотолюминесцентные метки для иммуноанализа, фотолюминесцентные сенсоры органических катионов), пищевой безопасности (определение токсинов, катионов солей тяжелых металлов в воде и пище) и экологического мониторинга (анализ почв и сточных вод), а также разработки на основе данных сенсоров новых супрамолекулярных экстрагентов для катионов металлов, включая прежде всего редкоземельные элементы (лантаноиды, актиноиды и т.д.).
Научная новизна проекта связана с использованием в качестве платформ для таких сенсоров новых макроциклических соединений –пиллар[n]аренов, резорцин[4]аренов, (гетеро)каликс[n]аренов и других макро- поли(гетеро)циклических соединений, модифицированных фрагментами олигоазольных или олигоазиновых лигандов, полученных с использованием реакций прямого С-С сочетания (реакций SNH и родственных процессов), реакций Дильса-Альдера, в том числе с участием аринов и гетаринов, а также с использованием других некатализируемых металлами трансформаций. Ожидается, что полученные соединения за счет кооперативных эффектов макроциклической платформы и гетероциклических заместителей будут обладать уникальным сочетанием способности к супрамолекулярным/нековалентным взаимодействиям, наиболее интересным из которых является образование комплексов включения с различными аналитами, собственной фотолюминесценцией, зависящей от строения гетероциклического фрагмента, а также способностью к образованию устойчивых хелатных комплексов с катионами металлов благодаря наличию гетероциклических заместителей и функциональных групп различной полярности в ядре и на периферии макроцикла. В результате этого достигается эффективное комплексообразование с аналитом (катионом металла), приводящее к получению интенсивного фотолюминесцентного отклика (усиление или тушение фотолюминесценции), измеряемого методами УФ- и фотолюминесцентной спектроскопии. Высокий сенсорный отклик будет достигается за счет близости рецепторного и сигнального фрагментов в молекуле супрамолекулярного сенсора. Проект включает синтез и изучение свойств новых производных пиллар[n]аренов, (гетеро)каликс[n]аренов, других поли- и олиго(гет)аренов с олигоазиновыми(азольными) заместителями, введенными в ароматический цикл, а также на периферию (макроциклов), исследование фотолюминесцентных и координационно-химических характеристик полученных соединений. В дальнейшем будут качественно и количественно охарактеризованы координационно-химические свойства полученных соединений по отношению к катионам металлов целевых групп, включая редкоземельные. В зависимости от природы гетероциклических заместителей и типа макроцикла (полицикла) будут установлены наиболее чувствительные способы генерирования аналитического сигнала и разработаны сенсоры на целевые катионы металлов. По результатам исследования будут установлены закономерности «структура-свойство», связывающие особенности строения полученных макроциклов с проявляемыми ими фотофизическими и координационно-химическими свойствами и, отсюда, способностью к супрамолекулярному распознаванию целевых групп катионов. Будут сформулированы оптимальные условия достижения высокого сенсорного отклика и/или эффективной супрамолекулярной экстракции целевых катионов металлов.
СтатусЗавершено
Действительная дата начала/окончания01/01/201531/12/2017

ГРНТИ

  • 31.21.19 Общие синтетические методы

Тип источника финансирования (РФФИ, РНФ, Х/Д, Гранты и т.д.)

  • РНФ

Площадка НИЧ УрФУ, где ведется данный грант (НИЧ Куйбышева, НИЧ Мира)

  • НИЧ Мира