Молекулярный дизайн новых люминесцентных комплексов на основе гибридных фосфиновых лигандов - потенциальных сенсоров для химического и биологического применения

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 проекта 19-43-04119

НазваниеМолекулярный дизайн новых люминесцентных комплексов на основе гибридных фосфиновых лигандов - потенциальных сенсоров для химического и биологического применения

Руководитель Карасик Андрей Анатольевич, Доктор химических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук» , Республика Татарстан (Татарстан)

Конкурс №27 - Конкурс 2018 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований международными научными коллективами» (DFG)

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-203 - Химия координационных соединений

Ключевые слова циклические фосфины, комлексы, иридий(III), платина(II), золото(I), медь(I), структура, квантово-химические расчеты, люминесценция, биосенсор, хемосенсор, гидрофильные коллоиды

Код ГРНТИ31.17.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект объединяет силы двух исследовательских групп для создания подходов к новым люминесцентным системам, которые могут быть использованы как сенсоры для химического и биологического применения, а также в биоимиджинге, базирующимся на новом классе мультидонорных гибридных фосфорсодержащих гетероциклов, а также комплексов переходных металлов на их основе. Основные усилия будут направлены на получение циклических фосфиновых лигандов, содержащих два эндоциклических атома трехкоординированного фосфора, две экзоциклические хромофорные группы и два заместителя при эндоциклических атомах азота, что обеспечит максимальную гибкость синтетического подхода при невысоких затратах. Целевые лиганды будут синтезированы присоединением первичных 2-пиридил, 2-(2’-пиридил)этил-, 2-хинолил-, 2-тиенил-, 2-(2’-тиенил)этил, 2-бензо[b]тиенилфосфинов к формальдегиду с последующим циклообразованием при конденсации с первичными аминами либо аминокислотами. Хромофорные гетероароматические заместители при атомах фосфора и азота вводятся для обеспечения люминесценции, а также в качестве связующего звена для формирования супрамолекулярных ансамблей. Оптические свойства металлокомплексов зависят от типа хромофора и иона металла. Варьирование параметров люминесценции будет достигнуто за счет использования d6, d8 и d10 ионов металлов (Ir(III), Pt(II), Au(I) and Cu(I)), обладающих различным координационным числом и координационной сферой. Для эффективного переноса заряда и высокой люминесценции хромофорные группы должны координировать металлоцентр или располагаться в непосредственной близости от него. Более того для модификации фотофизических свойств комплексов во внутреннюю координационную сферу иона металла будет вводиться ряд хромофорных со-лигандов. Уникальная структура разрабатываемых комплексов обеспечит основу для их субстрат-индуцированного люминесцентного отклика, который будет вызван редокс-превращениями либо образованием комплексов «гость-хозяин». С целью выявления орбиталей, принимающих участие в переходах, ответственных за люминесценцию, будет проведено квантово-химическое исследование электронной структуры синтезированных комплексов. На основе понимания происхождения фотофизических свойств и корреляций «структура - свойство», будет реализован потенциал разработанных люминесцентных металлокомплексов в различных областях применения, в особенности, в биоимиджинге и в качестве биосенсоров. Для того, чтобы снять ограничения использования комплексов, связанные с их нерастворимостью в воде, последние будут конвертированы в водорастворимые гидрофильные наночастицы.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Елистратова Ю.Г., Файзуллин Б. Даянова И.Р., Стрельник И.Д., Стрельник А.Г., Герасимова Т.П., Файзуллин Р.Р., Бабаев В.М., Хризанфоров М.Н., Будникова Ю.Г., Мусина Э.И., Кацюба С.А., Карасик А.А., Мустафина А.Р., Синяшин О.Г. Reversible temperature-responsible emission in solutions within 293–333 K produced by dissociative behavior of multinuclear Cu(I) complexes with aminomethylphosphines Inorganica Chimica Acta, V.498, p. 119125 -119134 (год публикации - 2019)
10.1016/j.ica.2019.119125

2. Карасик А.А., Мусина Э.И., Стрельник И.Д., Мустафина А.Р. Design of novel luminescent complexes based on cyclic hybrid phosphines for chemo- and biosensing via molecular recognition. 1st International conference on non-covalent interactions – ICNI-2019, 2-6 September, 2019, Lisbon, Portugal. Book of abstracts, p. IL55 (год публикации - 2019)

3. Стрельник И.Д., Даянова И.Р., Мусина Э.И., Леникке П., Хей-Хокинс Е., Карасик А.А. 1,5-ДИАЗА-3,7-ДИФОСФАЦИКЛООКТАНЫ С ТИОФЕНИЛЭТИЛЬНЫМИ ЗАМЕСТИТЕЛЯМИ ПРИ АТОМАХ ФОСФОРА XXI Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. Сборник тезисов в 6 томах.: тез. докл. – Санкт-Петербург, 2019 г.. – 576 с., т. 2б, секция 2, с.463 (год публикации - 2019)

4. Даянова И.Р., Порываев Т.М.,Стрельник И.Д., Шамсиева А.В., Исламов Д.Р., Хей-Хоккинс Е., Мусина Э.И., Карасик А.А. Cu(I) AND Au(I) COMPLEXES OF 1,5-DIAZA-DIPHOSPHACYCLOOCTANES CONTAINING 2-ETHYL(THIOPHEN-2’-YL) SUBSTITUENTS AT PHOSPHORUS ATOMS Organometallic Chemistry Around the World (7th Razuvaev Lectures). Издательство Национального исследовательского Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского 603950, г. Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23, c.84 (год публикации - 2019)

5. Стрельник И.Д., Даянова И.Р., Порываев Т.М., Герасимова Т.П., Литвинов И.А., Кацюба С.А., Мусина Э.И., Карасик А.А., Синяшин О.Г. Rearrangement of two 8-membered 1,5-diaza-3,7-diphosphacyclooctane rings into 16-membered P4N4 ligand on the gold(i) template Mendeleev Communications (год публикации - 2020)
10.1016/j.mencom.2020.01.___

6. Стрельник И.Д., Сизов В.В., Гуржий В.В., Мельников А.С., Колесников И.Е., Мусина Э.И., Карасик А.А., Грачева Е.В. Binuclear Gold(I) Phosphine Alkynyl Complexes Templated on a Flexible Cyclic Phosphine Ligand: Synthesis and Some Features of Solid-State Luminescence Inorganic Chemistry, т.51, вып.1, с.244-253 (год публикации - 2020)
10.1021/acs.inorgchem.9b02091

7. Елистратова Ю.Г., Файзуллин Б.А., Стрельник И.Д., Герасимова Т.П., Хайруллин Р., Сапунова А., Волошина А.Д., Мухаметзянов Т., Мусина Э.И., Карасик А.А., Мустафина А.Р. Impact of oppositely charged shell and cores on interaction of core-shell colloids with differently charged proteins as a route for tuning of the colloids cytotoxicity Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, V. 196, December 2020, Номер статьи 111306 (год публикации - 2020)
10.1016/j.colsurfb.2020.111306

8. Спиридонова Ю.С., Стрельник И.Д., Мусина Э.И., Хей-хокинс Е., Литвинов И.А., Карасик А.А. New Gold(I) Complexes with 1,5-Diaza-3,7-Diphosphacyclooctanes: Synthesis and Structures RUSSIAN JOURNAL OF COORDINATION CHEMISTRY, Т. 46, В. 7, С. 477-484 (год публикации - 2020)
10.1134/S107032842007009X

9. Даянова И.Р., Стрельник И.Д., Мусина Э.И., Карасик А.А. КОМПЛЕКСЫ Cu(I) И Au(I) С ГЕТЕРОАРИЛЗАМЕЩЕННЫМИ 1,5-ДИАЗА-3,7-ДИФОСФАЦИКЛООКТАНАМИ X Конференция молодых ученых по общей и неорганической химии: Тезисы докладов конференции, с.190-191 (год публикации - 2020)

10. Даянова И.Р., Шамсиева А.В., Стрельник И.Д., Герасимова Т.П., Колесников И.Е., Файзуллин Р.Р., Исламов Д.Р., Мусина Э.И., Хей-Хоккинс Е., Карасик А.А. Assembly of Heterometallic AuICu2I2 Cores on the Scaffold of NPPN-Bridging Cyclic Bisphosphine Inorganic Chemistry, V.60, N.7, P. 5402-5411 (год публикации - 2021)
10.1021/acs.inorgchem.1c00442

11. Файзуллин Б.А., Стрельник И.Д., Даянова И.Р., Герасимова Т.П., Холин К.В., Низамеев И.Р., Волошина А.Д., Губайдуллин А.Т., Федосимова С.В., Михайлов М.А., Соколов М.Н., Сибгатуллина Г.В., Самигуллин Д.В., Петров К.А., Карасик А.А., Муситафина А.Р. Structure impact on photodynamic therapy and cellular contrasting functions of colloids constructed from dimeric Au(I) complex and hexamolybdenum clusters MATERIALS SCIENCE & ENGINEERING C-MATERIALS FOR BIOLOGICAL APPLICATIONS, V.128, N. 112355 (год публикации - 2021)
10.1016/j.msec.2021.112355

Публикации