Аннотация, проект 2020
Проект направлен на решение проблемы создания эффективных подходов к синтезу перспективных лигандных систем на основе пяти- и шестичленных гетероциклических субстратов. В ходе проекта будет получен широкий ряд новых органических ансамблей, а также металлокомплексов различной архитектуры, представляющие интерес для разработки на их основе перспективных материалов для электрокатализа, сенсорики и других областей молекулярной электроники.
Аннотация, проект 2023
Проект 2023 является логическим продолжением проекта 2020 и направлен на разработку высокоэффективных методов и подходов к синтезу перспективных молекулярных систем, содержащих азагетероциклические функциональные блоки (фрагменты азолов и азинов) и другие функциональные группы, ответственные за настройку желаемых структурных, фотофизических, электрохимических и других ценных свойств. В результате реализации проекта предполагается получить ранее неизвестные молекулярные ансамбли и металлокомплексные соединения, обладающие ценными фотофизическими и электрокаталитическими свойствами, – кандидаты для разработки материалов для хемосенсоров с фотолюминесцентным и электрохимическим механизмом фиксации аналитического сигнала, а также других устройств молекулярной электроники. В проекте 2023 сделан акцент на исследование перспектив и возможностей применения синтезированных молекулярных систем в качестве хемосенсоров для селективного молекулярного распознавания ряда пищевых и экотоксикантов, разработку оригинальных подходов к структурированию рецепторного слоя, а также создание лабораторных прототипов электрохимических сенсоров и флуоресцентных тест-полосок для интегрального и индивидуального (полу)количественного экспресс-определения некоторых наиболее актуальных эко- и пищевых токсикантов.
Ожидаемые результаты, проект 2023:
В результате реализации проекта будут разработаны эффективные подходы к синтезу перспективных азагетероциклических молекулярных систем при использовании различных синтетических стратегий (путем построения базовой гетероциклической матрицы на основе реакций гетероциклизации с разнообразными ациклическими субстратами и функционализации заранее сконструированного азагетероциклического фрагмента на поздних стадиях синтеза), включая оптимизацию условий реакции, изучение механизма (отдельных элементарных стадий) химических превращений. В результате будут получен широкий ряд новых функциональных производных различной архитектуры с ценными фотофизическими и/или электрохимическими характеристиками. На основе синтезированных азагетероциклических лигандных систем будут получены металлокомплексные соединения разнообразной архитектуры. Будет произведена спектральная идентификация и комплексное исследование структурных, фотофизических и других свойств синтезированных азагетероциклических молекулярных систем и металлокомплексов на их основе.
Будет проведено исследование физико-химических свойств синтезированных оригинальных соединений и характера их направленного изменения в результате супрамолекулярного взаимодействия с аналитами как в объеме раствора, так и на поверхности сенсора с применением комплексного подхода, включая расчетные методы; предложены вероятные механизмы взаимодействия «аналит-рецептор». Будут разработаны оригинальные подходы структурированию рецепторного слоя электрохимических сенсоров.
Будут разработаны и апробированы на модельных растворах и реальных объектах оригинальные способы электрохимического/флуорометрического определения некоторых нитрогетероароматических антибиотиков (хлорамфеникола, метронидазола нитрофурана), биогенных аминов (гистамина, тирамина, серотонина) и пестицидов (тиаметоксам, дикамба). Групповая и индивидуальная селективность определения будет обеспечена посредством включения в структуру сенсорного слоя полимеров с молекулярными отпечатками и/или специфичного супрамолекулярного распознавания. Полученные результаты будут верифицированы с использованием в качестве референсных методов ИФА и ВЭЖХ.
Таким образом, результаты проекта составляют научную базу для разработки удобных и эффективных подходов для синтеза перспективных азагетероциклических лигандных систем, конструирования новых органических ансамблей и металлокомплексов различной архитектуры на их основе, необходимых для создания материалов рабочих элементов электрохимических и фотолюминесцентных сенсоров для эко-, био- и фарммониторинга, а также соответствуют мировой научной повестке и направлены на реализацию перехода к новым материалам органической электроники (нелинейной оптики, сенсорики, спинтроники и др.).
Предлагаемые решения имеют важное значение для обеспечения устойчивого научно-технологического развития Российской Федерации, особенно в условиях введенных санкционных ограничений в отношении технологий и материалов для электроники и других прорывных областей науки и техники.
