КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер 19-13-00020

НазваниеМолекулярные устройства: синтез, самосборка в супрамолекулярные структуры непредельных и краун-соединений и их фотоактивные свойства

РуководительГромов Сергей Пантелеймонович, Доктор химических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт", г Москва

Период выполнения при поддержке РНФ

2019 г. - 2021 г.

Конкурс№35 - Конкурс 2019 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами».

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах, 03-101 - Синтез, строение и реакционная способность органических соединений

Ключевые словаорганический синтез, супрамолекулярная химия, непредельные соединения, краун-соединения, комплексообразование, молекулярные устройства, фотохимия, органические функциональные материалы

Код ГРНТИ31.21.27

СтатусУспешно завершен

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
В настоящее время несомненно актуальной является научная проблема создания разнообразных молекулярных устройств, использующих свет как источник энергии, на основе ограниченного числа непредельных и краун-соединений и разработки супрамолекулярных методов самосборки и управления их свойствами, обеспечивающих реализацию основных типов фотопроцессов, что в перспективе позволит рассчитывать на создание иерархических “умных” фотохромных и сенсорных материалов для практических применений. В рамках проекта будет проведено обстоятельное исследование всех основных типов фотопроцессов - люминесценции, переноса заряда, переноса энергии, геометрической фотоизомеризации, реакции [2+2]-фотоциклоприсоединения (ФЦП) в супрамолекулярных структурах на основе непредельных и краун-соединений для выявления наиболее эффективных способов супрамолекулярного управления этими процессами. В качестве объектов исследования выбраны наиболее характерные и в тоже время неописанные ранее супрамолекулярные системы на основе восьми ключевых типов непредельных и краун-соединений, способных благодаря наличию аммониоалкильных, сульфоалкильных заместителей и (или) (аза)краун-эфирных фрагментов к самосборке в отсутствии и в присутствии катионов металлов: производные стириловых и цианиновых красителей, диеноны (кетоцианиновые красители), дистирилбензолы и их гетероаналоги пиридинового ряда, производные стильбена и азобензола, виологены и их аналоги. Детальный анализ пространственного строения фотоактивных супрамолекулярных систем будет выполнен методами ЯМР-спектроскопии в растворах и рентгеноструктурного анализа в кристаллическом состоянии, а также дополнен квантово-химическими расчетами, результаты которых позволят оценить энергетику их самосборки и синергетические эффекты разных типов супрамолекулярных взаимодействий (водородных связей, ион-дипольных взаимодействий с катионами металлов, стэкинг-взаимодействий). Квантовые выходы люминесценции, фотоизомеризации и реакции ФЦП супрамолекулярных комплексов будут измерены методами электронной спектроскопии. Регио- и стереоселективность ФЦП предполагается исследовать методом ЯМР и РСА. Предполагается также систематическое исследование термодинамики самосборки непредельных и краун-соединений в фотоактивные супрамолекулярные комплексы различных типов. Молекулярный дизайн новых фотопереключаемых молекулярных устройств на основе непредельных и краун-соединений будет осуществлен с использованием эвристических подходов и методов компьютерного моделирования на разных уровнях теории. Следует отметить, что указанный полный цикл исследований, включающий высококвалифицированный синтез, качественные спектроскопические и структурные исследования, не может быть осуществлен одними и теми же специалистами. Поэтому сотрудничество специалистов в области органического синтеза, супрамолекулярной химии и фотохимии является необходимым для выполнения проекта, направленного на создание фотопереключаемых молекулярных устройств, не имеющих аналогов в мире.

Ожидаемые результаты
Будут созданы фотопереключаемые молекулярные устройства на основе непредельных и краун-соединений, не имеющие аналогов в мире, и разработаны способы супрамолекулярного управления (посредством водородных связей, комплексообразования с ионами металлов, стэкинг-взаимодействий) протекающими в них разнообразными фотопроцессами, такими как люминесценция, перенос заряда, перенос энергии, обратимые реакции геометрической фотоизомеризации и ФЦП, что позволит выйти на получение иерархических “умных” фотохромных и сенсорных материалов для практических применений. Запланированные результаты соответствуют мировому уровню исследований, они позволят раскрыть значительные преимущества и возможности фотопереключаемых молекулярных устройств на основе непредельных и краун-соединений и супрамолекулярных методов управления их оптическими, люминесцентными и фотохимическими свойствами, которые до настоящего времени все еще остаются нереализованными. Результаты проведенных исследований будут опубликованы в виде серии статей в высокорейтинговых международных и российских журналах, представлены на научных международных и российских конференциях, будут регулярно сообщаться РНФ в форме отчетов. Будут сделаны заявки на получение патентов. Будет обеспечено участие молодых ученых, студентов, аспирантов и женщин из Центра фотохимии РАН ФНИЦ “Кристаллография и фотоника” РАН, с химического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова и Института проблем химической физики РАН, задействованных в данном проекте. За весь период выполнения проекта будут защищены 2 кандидатских и не менее 2 дипломных работ. Наиболее важные результаты будут включены в курсы лекций для студентов и аспирантов в Центре фотохимии РАН ФНИЦ “Кристаллография и фотоника” РАН, на химическом факультете МГУ им. М. В. Ломоносова и в МФТИ. Эффективному взаимодействию между участниками проекта способствует тот факт, что большинство из них ранее уже проводили совместные исследования. Реализация проекта укрепит в еще большей степени взаимодействие участников проекта из Центра фотохимии РАН ФНИЦ “Кристаллография и фотоника” РАН, химического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова и Института проблем химической физики РАН.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Аннотация результатов, полученных в 2019 году
Все основные запланированные на 2019 г работы в рамках проекта № 19-13-00020 “Молекулярные устройства: синтез, самосборка в супрамолекулярные структуры непредельных и краун-соединений и их фотоактивные свойства ” выполнены полностью. Все основные запланированные научные результаты достигнуты. Созданы псевдодимерные структуры на основе аммониоалкильных производных стириловых красителей и 18-краун-6-содержащего стирилпиридина и изучены их фотохимические свойства, разработан новый метод синтеза 18-краун-6-содержащего стильбена. Осуществлена самосборка донорно-акцепторных комплексов на основе бис(18-краун-6)азобензола и бисаммониоалкильных производных виологена и его непредельных аналогов. Разработаны методы синтеза бисаза-18-краун-6-содержащих диенонов и самосборки на их основе супрамолекулярных структур, изучены их спектральные свойства. Разработан синтез модельных симметричных ряда циклобутанона и несимметричных кросс-сопряженных диенонов (кетоцианиновых красителей), содержащих различные заместители в бензольном цикле и пиридиновые остатки для исследования их фотоники. Проведена самосборка супрамолекулярных комплексов бис(15-краун-5)содержащего 1,4-дистирилбензола с катионами металлов и исследованы их фотофизические и фотохимические свойства. В рамках выполнения проекта производное [2.2]метациклофана получено с использованием реакции [2+2]-фотоциклоприсоединения путем облучения биспсевдосэндвичевого комплекса бискраунсодержащего 1,3-дистирилбензола с диаммониоэтаном. Завершена разработка синтеза серии производных дипиридильного аналога 1,3-дистирилбензола с целью получения и исследования двухкомпонентных фотоактивных супрамолекулярных структур. Оптимизирован синтез и наработан бис(18-краун-6)-содержащий 1,3-дистирилбензол с целью исследования его фотоники и комплексообразования. Полученные результаты создают основу для успешной самосборки молекулярных устройств и разработки супрамолекулярных методов управления фотопроцессами с участием изученных непредельных соединений и краун-соединений. В 2019 г опубликованы 2 статьи, получен 1 патент РФ, принята к печати 1 статья, подготовлены к печати 2 статьи и опубликованы 21 тезис докладов конференций.

Публикации

1. Атабекян Л.С., Авакян В.Г., Чибисов А.К., Громов С.П., Вацадзе С.З., Нуриев В.Н., Медведько А.В. Фотоника и структура бис-15-краун-5-содержащего 1,4 дистирилбензола и его комплексов с перхлоратами металлов Russian Chemical Bulletin, № 11, с. 2053-2064 (год публикации - 2019)

2. Гутров В.Н., Захарова Г.В., Нуриев В.Н., Вацадзе С.З., Громов С.П., Чибисов А.К. Фотопроцессы 2-бензилиден-5-(пиридин-3-илметилиден)циклопентанона и его производных в ацетонитриле. High Energy Chemistry, - (год публикации - 2020)

3. Мартьянов Т.П., Ведерников А.И., Ушаков Е.Н., Сазонов С.К., Александрова Н.А., Лобова Н.А., Кузьмина Л.Г., Ховард Дж.А.К., Алфимов М.В., Громов С.П. Pseudodimeric complexes of 4-styrylpyridine derivatives: structure–property relationships and a stereospecific [2+2]-cross-photocycloaddition in solution. Dyes and Pigments, Volume 172, 107825 (год публикации - 2020) https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2019.107825

4. Ушаков Е.Н., Мартьянов Т.П., Ведерников А.И., Ефремова А.А., Моисеева А.А., Громов С.П. Supramolecular electron donor–acceptor complexes involving a bis(18-crown-6)azobenzene as the donor: Structure–property relationships Organic & Biomolecular Chemistry, - (год публикации - 2020)

5. Фомина М.В., Ольховой И.Д., Курчавов Н.А., Фрейдзон А.Я., Нуриев В.Н., Ведерников А.И., Громов С.П. Самосборка с участием водородных связей, спектральные свойства и структура супрамолекулярных комплексов бисаза-18-краун-6-содержащих диенонов с солями алкандиаммония Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, - (год публикации - 2020)

6. Александрова Н.А., Лобова Н.А., Ведерников А.И., Громов С.П. Photoactive crown containing unsaturated compounds: synthesis and supramolecular complexes with cavitands. Book of Abstracts in 6 volumes. ХХI Mendeleev Congress on General and Applied Chemistry. – Saint Petersburg, 2019., Book of Abstracts. ХХI Mendeleev Congress on General and Applied Chemistry. - Saint Petersburg, Russia. - 9 –13 September 2019. – V. 6. - P. 264. (год публикации - 2019)

7. Громов С.П. Molecular meccano of photoactive supramolecular devices and machines based on macrocyclic and unsaturated compounds. У78 Успехи синтеза и комплексообразования = Advances in synthesis and complexing : сборник тезисов пятой Международной научной конференции : в 2 ч. Москва, РУДН, 22–26 апреля 2019 г. – Москва: РУДН, 2019., Book of abstracts The Fifth International Scientific Conference “Advances in Synthesis and Complexing”. – 2019. – V. 1. - P. 32 (Приглашенный доклад) (год публикации - 2019)

8. Громов С.П., Алфимов М.В. Development of photoactive supramolecular devices and machines. Book of Abstracts in 6 volumes. ХХI Mendeleev Congress on General and Applied Chemistry. – Saint Petersburg, 2019., Book of Abstracts. ХХI Mendeleev Congress on General and Applied Chemistry. - Saint Petersburg, Russia. - 9 –13 September 2019. – V. 1. - P. 39. (Invited lectures) (год публикации - 2019)

9. Громов С.П., Чибисов А.К., Алфимов М.В. Development of photoactive supramolecular devices and machines. Book of abstracts Markovnikov Congress on Organic Chemistry. 2019. p. 271, Book of abstracts Markovnikov Congress on Organic Chemistry. – Moscow-Kazan, Russia. - 21-28 June 2019. – P. 85. (Invited lectures) (год публикации - 2019)

10. Мартьянов Т.П., Ушаков Е.Н., Сазонов С.К., Ведерников А.И., Громов С.П. Stereospecific [2+2]-cross-photocycloaddition in a supramolecular donor–acceptor complex. У78 Успехи синтеза и комплексообразования = Advances in synthesis and complexing : сборник тезисов пятой Международной научной конференции : в 2 ч. Москва, РУДН, 22–26 апреля 2019 г. – Москва: РУДН, 2019., Book of abstracts The Fifth International Scientific Conference “Advances in Synthesis and Complexing”. – 2019. – V. 1. - P. 187 (год публикации - 2019)

11. Мартьянов Т.П., Ушаков Е.Н., Сазонов С.К., Ведерников А.И., Громов С.П. Photochemical synthesis of a 1-pyridyl-2,3,4-triphenyl cyclobutane derivative via molecular self-assembly in solution. Book of Abstracts in 6 volumes. ХХI Mendeleev Congress on General and Applied Chemistry. – Saint Petersburg, 2019., Book of Abstracts. ХХI Mendeleev Congress on General and Applied Chemistry. - Saint Petersburg, Russia. - 9 –13 September 2019. – V. 6. - P. 295. (год публикации - 2019)

12. Мартьянов Т.П., Ушаков Е.Н., Сазонов С.К., Ведерников А.И., Громов С.П. Supramolecular Donor–Acceptor Complex between Functionalized Derivatives of Stilbene and 4-(4-Mercaptostyryl)pyridine: A Photochemical Study. Book of abstracts Markovnikov Congress on Organic Chemistry. – Moscow-Kazan, Russia. 2019. p. 271, Book of abstracts Markovnikov Congress on Organic Chemistry. – Moscow-Kazan, Russia. - 21-28 June 2019. – P. 145. (год публикации - 2019)

13. Нуриев В.Н., Артюшевский Н.А., Богачев В.Н., Булатова А.А., Моисеева А.А., Вацадзе С.З., Громов С.П. Photoactive set of the cross-conjugated alfa,alfa’-diarylidenecycloalkanones.” Book of abstracts Markovnikov Congress on Organic Chemistry. – Moscow-Kazan, Russia. 2019. p. 271., Book of abstracts Markovnikov Congress on Organic Chemistry. – Moscow-Kazan, Russia. - 21-28 June 2019. – P. 175. (год публикации - 2019)

14. Нуриев В.Н., Мамедова С.Ф., Моисеева А.А., Вацадзе С.З., Громов С.П. Stilbenes and distyrylbenzenes mounted off with crown-ethers – the pathway to supermolecules Book of Abstracts in 6 volumes. ХХI Mendeleev Congress on General and Applied Chemistry. – Saint Petersburg, 2019., Book of Abstracts. ХХI Mendeleev Congress on General and Applied Chemistry. - Saint Petersburg, Russia. - 9 –13 September 2019. – V. 6. - P. 403. (год публикации - 2019)

15. Ольховой И.Д., Фомина М.В., Курчавов Н.А., Нуриев В.Н., Громов С.П. Self-assembled supramolecular complexes of azacrown containing dienones with alkanediammonium ions. Book of Abstracts. ХХI Mendeleev Congress on General and Applied Chemistry for Young Scientists. – Saint Petersburg, 2019., Book of Abstracts. ХХI Mendeleev Congress on General and Applied Chemistry for Young Scientists. - Saint Petersburg, Russia. - 9 –13 September 2019. – P. 105. (год публикации - 2019)

16. Ольховой И.Д., Фомина М.В., Курчавов Н.А., Нуриев В.Н., Громов С.П. Self-assembly of novel azacrown dienones with alkanediammonium ions. Book of abstracts Markovnikov Congress on Organic Chemistry. – Moscow-Kazan, Russia. 2019. p. 271., Book of abstracts Markovnikov Congress on Organic Chemistry. – Moscow-Kazan, Russia. - 21-28 June 2019. – P.178. (год публикации - 2019)

17. Ольховой И.Д., Фомина М.В., Курчавов Н.А., Нуриев В.Н., Громов С.П. Self-assembled supramolecular complexes of bis(azacrown)dienones with alkanediammonium cations. У78 Успехи синтеза и комплексообразования = Advances in synthesis and complexing : сборник тезисов пятой Международной научной конференции : в 2 ч. Москва, РУДН, 22–26 апреля 2019 г. – Москва: РУДН, 2019., Book of abstracts The Fifth International Scientific Conference “Advances in Synthesis and Complexing”. – 2019. – V. 1. - P.210. (год публикации - 2019)

18. Старостин Р.О., Фомина М.В., Дмитриева С.Н., Курчавов Н.А., Нуриев В.Н., Громов С.П. Synthesis of bis(azacrown)dienones and supramolecular complexes based on them. У78 Успехи синтеза и комплексообразования = Advances in synthesis and complexing : сборник тезисов пятой Международной научной конференции : в 2 ч. Москва, РУДН, 22–26 апреля 2019 г. – Москва: РУДН, 2019., Book of abstracts The Fifth International Scientific Conference “Advances in Synthesis and Complexing”. – 2019. – V. 1. - P. 254. (год публикации - 2019)

19. Старостин Р.О., Фомина М.В., Дмитриева С.Н., Курчавов Н.А., Нуриев В.Н., Громов С.П. Synthesis of bis(azacrown)dienones and spectroscopic study of supramolecular complexes based on them. Book of abstracts Markovnikov Congress on Organic Chemistry. – Moscow-Kazan, Russia. 2019. p. 271, Book of abstracts Markovnikov Congress on Organic Chemistry. – Moscow-Kazan, Russia. - 21-28 June 2019. – P. 226. (год публикации - 2019)

20. Старостин Р.О., Фомина М.В., Дмитриева С.Н., Нуриев В.Н., Громов С.П. Synthesis of bis(azacrown)dienones and spectroscopic study of supramolecular complexes with alkaline and alkaline earth metal cations. Book of Abstracts in 6 volumes. ХХI Mendeleev Congress on General and Applied Chemistry. – Saint Petersburg, 2019., Book of Abstracts. ХХI Mendeleev Congress on General and Applied Chemistry. - Saint Petersburg, Russia. - 9 –13 September 2019. – V. 6. - P. 342. (год публикации - 2019)

21. Ушаков Е.Н., Мартьянов Т.П., Сазонов С.К., Ведерников А.И., Громов С.П. Photochemical and Theoretical Studies of Supramolecular Complexes of Functionalized Styrylpyridine Derivatives. Book of abstracts Markovnikov Congress on Organic Chemistry. – Moscow-Kazan, Russia. 2019. p. 271., Book of abstracts Markovnikov Congress on Organic Chemistry. – Moscow-Kazan, Russia. - 21-28 June 2019. – P. 243. (год публикации - 2019)

22. Ушаков Е.Н., Мартьянов Т.П., Сазонов С.К., Ведерников А.И., Громов С.П. Properties of supramolecular pseudodimeric complexes of styrylpyridine derivatives. Book of Abstracts in 6 volumes. ХХI Mendeleev Congress on General and Applied Chemistry. – Saint Petersburg, 2019., Book of Abstracts. ХХI Mendeleev Congress on General and Applied Chemistry. - Saint Petersburg, Russia. - 9 –13 September 2019. – V. 6. - P. 323. (год публикации - 2019)

23. Ушаков Е.Н., Мартьянов Т.П., Сазонов С.К., Ведерников А.И., Громов С.П. Substituent effect on supramolecular [2+2]-cross-photocycloaddition between functionalized styrylpiridine derivatives. У78 Успехи синтеза и комплексообразования = Advances in synthesis and complexing : сборник тезисов пятой Международной научной конференции : в 2 ч. Москва, РУДН, 22–26 апреля 2019 г. – Москва: РУДН, 2019., Book of abstracts The Fifth International Scientific Conference “Advances in Synthesis and Complexing”. – RUDN University. - Moscow. - 22-26 April 2019. – V. 1. - P. 268 (год публикации - 2019)

24. Фомина М.В., Никифоров А.С., Ведерников А.И., Курчавов Н.А., Громов С.П. Donor-acceptor systems based on cyanine dyes with terminal nitrogen-containing groups. Book of abstracts Markovnikov Congress on Organic Chemistry. – Moscow-Kazan, Russia. 2019. p. 271, Book of abstracts Markovnikov Congress on Organic Chemistry. – Moscow-Kazan, Russia. - 21-28 June 2019. – P. 62. (год публикации - 2019)

25. Фомина М.В., Никифоров А.С., Ведерников А.И., Курчавов Н.А., Громов С.П. Donor-acceptor complexes of cyanine dyes containing terminal ammonium groups with bis(18-crown-6)stilben. Book of Abstracts in 6 volumes. ХХI Mendeleev Congress on General and Applied Chemistry. – Saint Petersburg, 2019., Book of Abstracts. ХХI Mendeleev Congress on General and Applied Chemistry. - Saint Petersburg, Russia. - 9 –13 September 2019. – V. 6. - P. 336. (год публикации - 2019)

26. Фомина М.В., Никифоров А.С., Ведерников А.И., Курчавов Н.А., Кузьмина Л.Г., Громов С.П. Structure and spectral properties of supramolecular complexes of cyanine dyes containing terminal ammonium groups with bis(18-crown-6)stilbene. У78 Успехи синтеза и комплексообразования = Advances in synthesis and complexing : сборник тезисов пятой Международной научной конференции : в 2 ч. Москва, РУДН, 22–26 апреля 2019 г. – Москва: РУДН, 2019., Book of abstracts The Fifth International Scientific Conference “Advances in Synthesis and Complexing”. – 2019. – V. 1. - P. 135. (год публикации - 2019)

Аннотация результатов, полученных в 2020 году
Все основные запланированные на 2020 г работы в рамках проекта № 19-13-00020 “Молекулярные устройства: синтез, самосборка в супрамолекулярные структуры непредельных и краун-соединений и их фотоактивные свойства ” выполнены полностью. Все основные запланированные научные результаты достигнуты. Осуществлена самосборка высокостабильных супрамолекулярных донорно-акцепторных комплексов бис(18-краун-6)азобензола с рядом бис(аммониоалкильных) производных аналогов виологенов. Изучена фемтосекундная динамика фотоиндуцированного переноса электрона в супрамолекулярных донорно-акцепторных комплексах между бис(18-краун-6)стильбеном и бис(аммониоалкильными) производными аналогов виологена. Изучены фотоиндуцированный перенос электрона, прямая и обратная реакции [2 + 2]-кросс-фотоциклоприсоединения бис(аммониопропильного) производного (E)-4-(4-меркаптостирил)пиридинового красителя, образующего высокостабильный бимолекулярный комплекс с бис(18-краун-6)стильбеном. Разработан синтез стирилового красителя, содержащего бензоазакраун-эфирный фрагмент и остаток бензотиазолия с N-аммониогексильным заместителем и изучены его свойства в качестве фотоуправляемого рецептора. Разработан синтез гомодитопных бисазакраунсодержащих диенонов и осуществлена самосборка с ионами алкандиаммония в комплексы псевдоциклической структуры состава 1:1 и 2:2. Исследованы спектральные, люминесцентные и спектрально-кинетические свойства диенонов ряда циклобутанона. Методом лазерного импульсного фотолиза установлено образование интермедиатов в окислительно-восстановительных фотореакциях симметричного диенона циклобутанонового ряда, содержащего диэтиламиногруппы, в присутствии донора и акцепторов электрона. Фотопроцессы бис(18-краун-6)-1,3-дистирилбензола и его комплексов с ионами бария и свинца были изучены методами УФ-, люминесцентной, лазерной кинетической спектроскопии и квантовой химии. В рамках выполнения проекта производные [2.2]метациклофана получены с использованием реакции [2 + 2]-фотоциклоприсоединения путем УФ-облучения биспсевдосэндвичевого комплекса бискраунсодержащего 1,3-дистирилбензола с ионами этандиаммония. Предложен эффективный способ синтеза (E)-(18-краун-6)стильбена, который образует псевдодимерные комплексы с диперхлоратами N-(аммониоалкил)-4-стирилпиридиния за счет водородных связей между аммониевой группой и атомами кислорода краун-эфира. При фотооблучении псевдодимерного комплекса (18-краун-6)стильбена с аммониопропильным красителем стереоспецифично протекала реакция [2 + 2]-кросс-фотоциклоприсоединения. Завершена разработка синтеза N,N’-диаммониопропильного производного дипиридильного аналога 1,3-дистирилбензола с целью получения и исследования двухкомпонентных фотоактивных супрамолекулярных структур. Оптимизирован синтез и наработан бис(15-краун-5)содержащий 1,3-дистирилбензол с целью исследования его фотоники и комплексообразования. Полученные результаты создают основу для успешной самосборки молекулярных устройств и разработки супрамолекулярных методов управления фотопроцессами с участием изученных непредельных соединений и краун-соединений. В 2020 г опубликованы 7 статей, опубликованы 5 тезисов докладов конференций. Интернет: http://suprachem.photonics.ru

Публикации

1. Атабекян Л.С., Фрейдзон А.Я., Чибисов А.К., Громов С.П., Вацадзе С.З., Нуриев В.Н., Медведько А.В. Photoprocesses in bis(18-crown-6)-1,3-distyrylbenzene and its complexes with metal perchlorates. Dyes and Pigments, V. 184, 108773. (год публикации - 2021) https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2020.108773

2. Волчков В.В., Мартьянов Т.П., Химич М.Н., Русалов М.В., Незнаева Д.А., Гостев Ф.Е., Шелаев И.В., Надточенко В.А., Мельников М.Я., Моисеева А.А., Ушаков Е.Н., Громов С.П. Ultrafast excited state dynamics, direct and back [2 + 2]-cross-photocycloaddition of a styryl dye–stilbene charge transfer complex Dyes and Pigments, V185, Part 2, 108952. (год публикации - 2021) https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2020.108952

3. Гутров В.Н., Захарова Г.В., Нуриев В.Н., Вацадзе С.З., Громов С.П., Чибисов А.К. Photoprocesses in 2-Benzylidene-5-(Pyridin-3-ylmethylene)cyclopentanone and Its Derivatives in Acetonitrile High Energy Chemistry, V. 54, Iss. 3, P. 189-193. (год публикации - 2020) https://doi.org/10.1134/S0018143920030066

4. Гутров В.Н., Захарова Г.В., Фомина М.В., Громов С.П., Чибисов А.К. Intermediates of the Photoinduced 2,4-Bis(4-diethylaminobenzylidene)cyclobutanone Redox Reaction in Methanol High Energy Chemistry, V. 54, Iss. 6, P. 469-473. (год публикации - 2020) https://doi.org/10.1134/S0018143920060053

5. Гутров В.Н., Захарова Г.В., Фомина М.В., Старостин Р.О., Нуриев В.Н., Громов С.П., Чибисов А.К. Molecular Photonics of 2,4-Dibenzylidenecyclobutanone and Its Derivatives High Energy Chemistry, V. 54, Iss. 5, P. 303-307. (год публикации - 2020) https://doi.org/10.1134/S0018143920050069

6. Русалов М.В., Волчков В.В., Иванов В.Л., Мельников М.Я., Гостев Ф.Е., Шелаев И.В., Надточенко В.А., Ведерников А.И., Громов С.П., Алфимов М.В. Femtosecond Excited State Dynamics of Stilbene–Viologen Complexes with a Weakly Pronounced Charge Transfer Photochemical and Photobilogical sciences, V. 19, iss. 9, P. 1189-1200. (год публикации - 2020) https://doi.org/10.1039/d0pp00034e

7. Ушаков Е.Н., Мартьянов Т.П., Ведерников А.И., Ефремова А.А., Моисеева А.А., КУзьмина Л.Г., Дмитриева С.Н., Ховард Дж.А.К., Громов С.П. Highly Stable Supramolecular Donor–Acceptor Complexes Involving a Bis(18-Crown-6)azobenzene as Weak Donor: Structure–Property Relationships ACS Omega, V. 5, Iss. 40, P. 25993-26004. (год публикации - 2020) https://doi.org/10.1021/acsomega.0c03441

8. Фомина М.В., Курчавов Н.А., Фрейдзон А.Я., Нуриев В.Н., Ведерников А.И., Стреленко Ю.А., Громов А.И. Self-assembly involving hydrogen bonds. Spectral properties and structure of supramolecular complexes of bis-aza-18-crown-6-containing dienones with alkanediammonium salts Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, V. 402, 112801. (год публикации - 2020) https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2020.112801

9. Ворожцов А.П., Мартьянов Т.П., Ушаков Е.Н., Медведько А.В., Нуриев В.Н., Ведерников А.И., Громов С.П. Фотохимический синтез производного [2.2]метациклофана из супрамолекулярного комплекса бискраунсодержащего 1,3-дистирилбензола с диаммониоэтаном ХХIII Всероссийская конференция молодых ученых-химиков (с международным участием): тезисы докладов (Нижний Новгород, 21-23 апреля 2020 г.). Нижний Новгород: Изд-во ННГУ им. Н.И. Лобачевского, 2020, - 568 с., Сборник тезисов докладов ХХIII Всероссийской конференции молодых ученых-химиков (с международным участием). - С. 370. (год публикации - 2020)

10. Ворожцов А.П., Медведько А.В., Мартьянов Т.П. Супрамолекулярный комплекс бискраунсодержащего 1,3-дистирилбензола с диаммониоэтаном: спектральные и фотохимические свойства Материалы XXVII Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «ЛОМОНОСОВ-2020», секция "Химия". - М.: Издательство "Перо", 2020., Материалы XXVII Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2020», секция «Химия». – Москва, 2020. – С. 727. (год публикации - 2020)

11. Мамедова С.Ф. Аза-краунсодержащие стильбены и дистирилбензолы, как базис для создания супрамолекулярных систем Материалы XXVII Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «ЛОМОНОСОВ-2020», секция "Химия". - М.: Издательство "Перо", 2020., Материалы XXVII Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2020», секция «Химия». – Москва, 2020. – С. 851. (год публикации - 2020)

12. Мамедова С.Ф., Подъячева Е.С., Нуриев В.Н., Громов С.П. Краунсодержащие дистирилбензолы, как основа для создания фотоактивных супрамолекулярных систем Зимняя конференция молодых ученых по органической химии WSOC - 2020. – Красновидово. – 17 - 20 января 2020 г. С. 134., Сборник тезисов докладов Зимней конференции молодых ученых по органической химии WSOC - 2020. – Красновидово. – С. 134. (год публикации - 2020)

13. Мартьянов Т.П., Ушаков Е.Н., Нуриев В.Н., Александрова Н.А., Сазонов С.К., Ведерников А.И., Кузьмина Л.Г., Громов С.П. Стереоспецифическое [2+2]-кросс-фотоциклоприсоединение в супрамолекулярном донорно-акцепторном комплексе VIII Международная конференция по физической химии краун-соединений, порфиринов и фталоцианинов. – Туапсе. – 20 – 24 сентября 2020., Сборник тезисов докладов VIII Международной конференции по физической химии краун-соединений, порфиринов и фталоцианинов. - С. 76. (год публикации - 2020)

Аннотация результатов, полученных в 2021 году
Все основные запланированные на 2021 г работы в рамках проекта № 19-13-00020 “Молекулярные устройства: синтез, самосборка в супрамолекулярные структуры непредельных и краун-соединений и их фотоактивные свойства ” выполнены полностью. Все основные запланированные научные результаты достигнуты. Осуществлен синтез модельных и бисазакраундиенонов на основе циклоалканонов, исследованы их самосборка с солями диаммония, аммониопропильным производным дипиридилэтилена, щелочноземельных металлов, зависимости “структура-свойства” и фотоника модельных, бисазакраундиенонов и их супрамолекулярных комплексов с ионами диаммония. Проведено сравнительное исследование методами абсорбционной, люминесцентной и лазерной кинетической спектроскопии фотоники бискраундистирилбензолов, 1,4- и 1,3-диазадистирилбензолов, краунстильбена в отсутствии и в присутствии катионов металлов большого ионного радиуса и алкандиаммония. Показано, что облучение УФ-светом смесей бискраундистирилбензола и краунстильбена с катионами этандиаммония приводит к протеканию реакции [2 + 2]-ФЦП и образованию rctt-изомеров производных [2.2]метациклофана и циклобутана. Предложен способ синтеза краунстильбена, который образует псевдодимерные комплексы с производными 4-стирилпиридиния. При облучении псевдодимерного комплекса краунстильбена с аммониопропильным производным красителя протекает стереоспецифическая реакция кросс [2 + 2]-ФЦП. Проведены исследования спектрально-люминесцентных и спектрально-кинетических свойств методами импульсной фемтосекундной абсорбционной спектроскопии и лазерной кинетической спектроскопии, основных путей релаксации энергии при возбуждении донорно-акцепторных комплексов бискрауназобензола, бискраунстильбена с аммониопропильным производным виологена и аммониогексилтиамонометина. Осуществлен синтез стириловых красителей содержащих краун-фрагмент и остаток бензотиазолия с длинным N-заместителем, несущим терминальную аммонийную группу. Проведено исследование их димеризации, фотоизомеризации, устойчивости псевдоциклических комплексов Z-изомеров, подтверждена возможность их использования в качестве фотопереключаемых супрамолекулярных устройств для ионов металлов. Завершена разработка синтеза модельных производных дипиридильных аналогов 1,4- и 1,3-дистирилбензола. Подготовлен автообзор работ по разработке фотоактивных супрамолекулярных устройств и машин на основе непредельных и макроциклических соединений. Полученные результаты создают основу для успешной самосборки молекулярных устройств и разработки супрамолекулярных методов управления фотопроцессами с участием изученных непредельных соединений и краун-соединений. В 2021 г опубликованы 4 статьи в журналах Q1 и 11 тезисов докладов конференций. Интернет: http://suprachem.photonics.ru

Публикации

1. Атабекян Л.С., Авакян В.Г., Чибисов А.К., Нуриев В.Н., Медведько А.В., Кошкин А.В., Громов С.П. Photoprocesses in bis(15-crown-5)-1,3-distyrylbenzene and its complexes with metal perchlorates. JOURNAL OF PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY A-CHEMISTRY, Том: 414 Номер статьи:113293 (год публикации - 2021) https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2021.113293

2. Гутров В.Н., Захарова Г.В., Фомина М.В., Нуриев В.Н., Громов С.П., Чибисов А.К. Molecular photonics of dienones based on cycloalkanones and their derivatives JOURNAL OF PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY A-CHEMISTRY, Том 425 Номер статьи 113678 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2021.113678

3. Мартьянов Т.П., Ушаков Е.Н., Нуриев В.Н., Александрова Н.А., Сазонов С.К., Ведерников А.И., Кузьмина Л.Г., Клименко Л.С., Мартьянова Е.Г., Громов С.П. Pseudodimeric Complexes of an (18-Crown-6)stilbene with Styryl Dyes Containing an Ammonioalkyl Group: Synthesis, Structure, and Stereospecific [2 + 2] Cross-Photocycloaddition. JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY, Том: 86 Выпуск 4 Страница: 3164-3175 (год публикации - 2021) https://doi.org/10.1021/acs.joc.0c02514

4. Фомина М.В., Вацадзе С.З., Фрейдзон А.Я., Кузьмина Л.Г., Моисеева А.А., Старостин Р.О., Нуриев В.Н., Громов С.П. Structure–Property Relationships of dibenzylidenecyclohexanones ACS Omega, - (год публикации - 2022)

5. Антипин И.С., Алфимов М.В., Арсланов В.А., Бурилов В.А., Вацадзе С.З., Волошин Я.З., Волчо К.П., Горбачук В.В., Горбунова Ю.Г., Громов С.П., ... Функциональные супрамолекулярные системы: дизайн и области применения Успехи химии, Том: 90 Выпуск: 8 Страница: 895-1107 (год публикации - 2021) https://doi.org/10.1070/RCR5011

6. Ворожцов А.П., Мартьянов Т.П., Александрова Н.А., Ушаков Е.Н., Громов С.П. PSEUDOSANDWICH COMPLEXES OF (18-CROWN-6)STILBENE WITH ALKANEDIAMMONIUM IONS: THERMODYNAMIC STABILITY AND PHOTOCHEMISTRY Book of abstracts Mendeleev 2021, the XII International Conference on Chemistry for Young Scientists - Saint Petersburg, Russia - September 6-10 ., Страница: 680 (год публикации - 2021)

7. Ворожцов А.П., Мартьянов Т.П., Александрова Н.А., Ушаков Е.Н., Громов С.П. ПСЕВДОСЭНДВИЧЕВЫЕ КОМПЛЕКСЫ (18-КРАУН-6)СТИЛЬБЕНА С АЛКАНДИАММОНИЙНЫМИ ИОНАМИ: ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ И ФОТОХИМИЯ Сборник тезисов Всероссийской конференции «Марковниковские чтения: Органическая химия от Марковникова до наших дней», Страница: 27 (год публикации - 2021)

8. Ворожцов А.П., Медведько А.В., Мартьянов Т.П. Фотохимический синтез производного [2.2]метациклофана из супрамолекулярного комплекса бискраунсодержащего 1,3-дистирилбензола с диаммониоэтаном Материалы Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2021», секция «Химия». – М.: Издательство «Перо», 2021. – 80 МБ. [Электронное издание], Страница: 534 (год публикации - 2021)

9. Громов С.П. РАЗРАБОТКА МУЛЬТИХРОМОФОРНЫХ СУПРАМОЛЕКУЛЯРНЫХ УСТРОЙСТВ И МАШИН НА ОСНОВЕ НЕПРЕДЕЛЬНЫХ И МАКРОЦИКЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Тезисы докладов III Школы-конференции для молодых ученых «Супрамолекулярные стратегии в химии, биологии и медицине: фундаментальные проблемы и перспективы» (с международным участием) (Казань, 2021), Страница: 9 (год публикации - 2021)

10. Громов С.П. Мультихромофорные супрамолекулярные устройства и машины на основе непредельных и макроциклических соединений Тезисы докладов Всероссийской научной конференции с международным участием "Современные проблемы органической химии", Страница: 20 (год публикации - 2021)

11. Гутров В.Н., Захарова Г.В., Нуриев В.Н., Громов С.П. Фотоника кросс-сопряженных денонов на основе циклоалканов Материалы Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2021», секция «Химия». – М.: Издательство «Перо», 2021. – 80 МБ. [Электронное издание], Страница: 857 (год публикации - 2021)

12. Гутров В.Н., Захарова Г.В., Фомина М.В., Громов С.П., Чибисов А.К. Photoprocesses of bis-diaminobenzylidenecyclobutanone upon nanosecond laser irradiation Book of abstracts 5th International Symposium on Molecular Photonics, Страница: 38 (год публикации - 2021)

13. Здоровенко И.П. Самосборка, структура и спектральные свойства супрамолекулярных комплексов бисаза-18-краун-6-содержащего диенона с диаммониопропильным производным дипиридилэтилена Материалы Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2021», секция «Химия». – М.: Издательство «Перо», 2021. – 80 МБ. [Электронное издание], Страница: 579 (год публикации - 2021)

14. Здоровенко И.П., Фомина М.В., Громов С.П. SELF-ASSEMBLY, STRUCTURE AND SPECTRAL PROPERTIES OF SUPRAMOLECULAR COMPLEXES OF BIS(AZA-18-CROWN-6)-CONTAINING DIENONE WITH DIAMMONIOPROPYL DERIVATIVE OF DIPYRIDYLETHYLENE Book of abstracts Mendeleev 2021, the XII International Conference on Chemistry for Young Scientists - Saint Petersburg, Russia - September 6-10, Страница: 509 (год публикации - 2021)

15. Здоровенко И.П., Фомина М.В., Громов С.П. САМОСБОРКА СУПРАМОЛЕКУЛЯРНОГО КОМПЛЕКСА С ПЕРЕНОСОМ ЗАРЯДА КЕТОЦИАНИНОВОГО КРАСИТЕЛЯ С ПРОИЗВОДНЫМ ДИПИРИДИЛЭТИЛЕНА, СОДЕРЖАЩИМ ТЕРМИНАЛЬНЫЕ АММОНИЙНЫЕ ГРУППЫ Тезисы докладов III Школы-конференции для молодых ученых «Супрамолекулярные стратегии в химии, биологии и медицине: фундаментальные проблемы и перспективы» (с международным участием), Казань 2021, Страница: 26 (год публикации - 2021)

Возможность практического использования результатов
Результаты проведенных исследований опубликованы в виде 14 статей из которых 9 в журналах Q1, послана в печать 1 статья в журнал Q1, опубликованы 37 тезисов докладов конференций, представлены на научных международных и российских конференциях, регулярно сообщались РНФ в форме отчетов. Получен 1 патент РФ. Обеспечено участие в данном проекте молодых ученых, студентов и аспирантов из Центра фотохимии РАН ФНИЦ “Кристаллография и фотоника” РАН, Института проблем химической физики РАН, Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова и Российского технологического университета (МИРЭА). За весь период выполнения проекта подготовлена к защите 1 кандидатская диссертация, выполнялись диссертационные работы 2 аспирантами, защищены 2 магистерские диссертации, выполнялись 3 магистерские работы. Наиболее важные результаты включены в курсы лекций для студентов и аспирантов в Центре фотохимии РАН ФНИЦ “Кристаллография и фотоника” РАН, на химическом факультете МГУ им. М. В. Ломоносова и в Московском физико-техническом институте (МФТИ). Полученные результаты позволяют рассчитывать на создание иерархических “умных” фотоактивных и сенсорных материалов для практических применений.