Управление процессами химического конструирования полиядерных архитектур с магнитными и фотоактивными центрами путем варьирования геометрических и электронных характеристик мостиковых малонатных анионов и органических N-донорных лигандов

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 19-73-10181

НазваниеУправление процессами химического конструирования полиядерных архитектур с магнитными и фотоактивными центрами путем варьирования геометрических и электронных характеристик мостиковых малонатных анионов и органических N-донорных лигандов

Руководитель Бажина Евгения Сергеевна, Кандидат химических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук , г Москва

Конкурс №41 - Конкурс 2019 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

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

Ключевые слова полиядерные соединения, гетерометаллические комплексы, координационные полимеры, замещенные малоновые кислоты, переходные металлы, лантаниды, кристаллическая структура, магнитные свойства, люминесценция

Код ГРНТИ31.17.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на разработку «тонких» синтетических подходов к направленной химической сборке наноразмерных функциональных молекулярных архитектур, проявляющих необычные магнитные свойства и/или фотоактивность, и получение их в виде кристаллов, пригодных для дальнейшего применения, например, в качестве возможных компонент для создания нового поколения устройств молекулярной электроники и спинтроники. Для этого необходимо проведение исследования структурообразующей роли заместителя в мостиковых карбоксилат-анионах (в данной работе – анионах замещенных малоновых кислот), которые фактически «собирают» d- и f-ионы металлов, формируя гомо- или гетерометаллический остов полиядерных молекул. При этом управление его структурными особенностями (например, тип расположения ионов металлов и расстояния между ними) предполагается осуществлять также путем использования геометрических и электронных характеристик различных органических N- и N,O-донорных лигандов. В проекте предполагается изучить возможности и условия организации сложных молекулярных архитектур, содержащих ионы d- и f-металлов, а также различные сочетания ионов металлов (например, соединения с комбинациями s-d, d-d’, s-f и d-f ионов металлов), способных проявлять разнообразные физико-химические свойства. Такие соединения могут существенно отличаться по своим функциональным характеристикам (в первую очередь по магнитным свойствам и фотоактивности) от подобных гомоядерных систем, что позволяет рассчитывать на возможность управления свойствами кристаллов таких веществ как путем варьирования состава металлоостова молекул, так и путем молекулярного дизайна образующихся архитектур (с учетом межмолекулярных взаимодействий в кристалле). Научная новизна планируемого проекта заключается в том, что на основе набора координационных соединений d- и f-элементов с анионами замещенных малоновых кислот (анионных «блоков») и определенных N- и N,O-донорных лигандов будет разработана методология получения кристаллов гетерометаллических соединений с сочетаниями s-d, d-d’, s-f, d-f ионов металлов, которая позволит управлять кристаллическим и молекулярным строением, а, следовательно, физико-химическими (магнитными и/или люминесцентными) свойствами за счет варьирования природы d- и f-металлоцентров, заместителя в малонатном анионе и подбора соответствующего N- или N,O-донорного лиганда. Использование широкого диапазона металлов (исследование серии гетерометаллических соединений), малонатных лигандов с заместителями различной природы (алифатическими, ненасыщенными, ароматическими и др.) и их геометрии (цепочечные, циклические) позволит, изучая структурные особенности получаемых соединений, обусловленные как природой металлов, так и наличием заместителя, понять закономерности проявления ими тех или иных свойств. А введение N- или N,O-донорных лигандов с различными координационными возможностями позволит не только «настраивать» координационное окружение металлоцентра, но и модифицировать структуру в целом. В проекте будут применены известные и вновь разработанные подходы, основанные на использовании не только анионных карбоксилатных металлофрагментов, но и катионных «блоков», образованных атомами металлов и различными N- и N,O-донорными лигандами, а также молекулярных гетерометаллических соединений с анионами монокарбоновых кислот.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Бажина Е.С., Александров Г.Г., Кискин М.А., Сидоров А.А., Ерёменко И.Л. Координационные полимеры на основе бутилмалонатных фрагментов оксованадия(IV) и катионов калия, магния и кадмия Координационная химия, T. 46, №2, с. 81-90 (год публикации - 2020)
10.1134/S0132344X20020024

2. Курганский И.В., Бажина Е.С., Корлюков А.А., Бабешкин К.А., Ефимов Н.Н., Кискин М.А., Вебер С.Л., Сидоров А.А., Еременко И.Л., Федин М.В. Mapping Magnetic Properties and Relaxation in Vanadium(IV) Complexes with Lanthanides by Electron Paramagnetic Resonance Molecules, V. 24, p. 4582 (год публикации - 2019)
10.3390/molecules24244582

3. Бажина Е.С., Александров Г.Г., Кискин М.А., Корлюков А.А., Бабешкин К.А., Ефимов Н.Н., Сидоров А.А., Еременко И.Л. The Effect of Alkali Metal Ions on the Structure and Magnetic Behaviour of LnIII-VIV Cyclobutane-1,1-Dicarboxylate Complexes Book of Abstracts of 7th European Conference on Molecular Magnetism, 15-19 September 2019, Florence, с. 141 (год публикации - 2019)

4. Бажина Е.С.,Кискин М.А.,Корлюков А.А.,Воронина Ю.К.,Шмелев М.А.,Бабешкин К.А.,Ефимов Н.Н.,Сидоров А.А.,Ерёменко И.Л. Комплексы VIV-LnIII с анионами замещенных малоновых кислот: условия формирования, особенности строения и магнитные свойства Тезисы докладов Всероссийской конференции "VI Российский день редких земель", с. 14 (год публикации - 2020)

5. Бажина Е.С., Кискин М.А., Корлюков А.А., Бабешкин К.А., Ефимов Н.Н., Шмелев М.А., Котцов С.Ю., Хорошилов А.В., Уголкова Е.А., Старикова А.А., Корчагин Д.В., Минин В.В., Еременко И.Л. Barium(II)–chromium(III) coordination polymers based on dimethylmalonate anions: synthesis, crystal structure, magnetic properties and EPR spectra European Journal of Inorganic Chemistry, V. 2020, Is. 43, P. 4116-4126 (год публикации - 2020)
10.1002/ejic.202000630

6. Бажина Е.С., Шмелев М.А., Корлюков А.А., Кискин М.А., Еременко И.Л. Влияние условий синтеза на состав и строение комплексов хрома(III) с анионами циклобутан-1,1-дикарбоновой кислоты Координационная химия, Т. 47, №2, с. 69-80 (год публикации - 2021)
10.31857/S0132344X21020018

7. Бажина Е.С., Шмелев М.А., Кискин М.А., Еременко И.Л. Структурообразующая роль катионов щелочных металлов при формировании комплексов хрома(III) с анионами циклопропан-1,1-дикарбоновой кислоты Координационная химия, Т. 47, №3 (год публикации - 2021)
10.31857/S0132344X21030014

8. Е.Н. Зорина-Тихонова, А.В. Вологжанина, К.А. Бабешкин, Н.Н. Ефимов, П.В. Дороватовский, М.А. Кискин, А.А. Сидоров, И.Л. Еременко 36-Ядерные координационные соединения никеля(II) с малонат-анионами и внутренними аквакатионами магния и натрия Координационная химия, Т. 47, №3 (год публикации - 2021)
10.31857/S0132344X21030099

9. Зорина-Тихонова Е.Н., Матюхина А.К., Александров Г.Г., Кискин М.А., Сидоров А.А., Еременко И.Л. Effect of Initial CoII Salts on the Composition and Structure of Cs–CoII Dimethylmalonates Russian Journal of Inorganic Chemistry (Журнал неорганической химии), Vol. 66, No. 2, pp. 179–186. (год публикации - 2021)
10.1134/S0036023621020212

10. Чистяков А.С., Шмелев М.А., Зорина-Тихонова Е.Н., Сидоров А.А., Кискин М.А., Ерёменко И.Л. Синтез и строение координационных полимерных соединений марганца(II) с катионами щелочных металлов Тезисы докладов XI конференции молодых ученых по общей и неорганической химии, с.67 (год публикации - 2021)

11. Бажина Е.С., Шмелев М.А., Бабешкин К.А., Ефимов Н.Н., Кискин М.А., Еременко И.Л. Координационные полимеры VIV-MII (MII = Mn, Co, Ni, Cd) с анионами этилмалоновой кислоты Известия Академии наук. Серия химическая, №11, с. 2130-2138 (год публикации - 2021)

12. Бажина Е.С., Шмелев М.А., Корлюков А.А., Бабешкин К.А., Уголкова Е.А., Ефимов Н.Н., Старикова А.А., Корчагин Д.В., Минин В.В., Кискин М.А., Еременко И.Л. Barium(II)-chromium(III) coordination polymers based on substituted malonate anions Book of Abstracts of IX International conference "High-Spin Molecules and Molecular Magnets", 16-20 August 2021, Online, P. 34 (год публикации - 2021)

13. Гоголева Н.В., Шмелев М.А., Бабешкин К.А., Ефимов Н.Н., Сидоров А.А., Кискин М.А., Еременко И.Л. Design of Cu(II)-Ln(III) malonates: ways of structure modification and magnetic properties Book of Abstracts of IX International conference "High-Spin Molecules and Molecular Magnets", 16-20 August 2021, Online, P. 44 (год публикации - 2021)

14. Бабешкин К.А., Бажина Е.С., Корлюков А.А., Воронина Ю.К., Уголкова Е.А., Ефимов Н.Н., Федин М.В., Кискин М.А., Еременко И.Л. SMM properties of GdIII-VIV complexes Book of Abstracts of IX International conference "High-Spin Molecules and Molecular Magnets", 16-20 August 2021, Online, P. 30 (год публикации - 2021)

15. Бажина Е.С., Шмелев М.А., Воронина Ю.К., Кискин М.А., Сидоров А.А., Ерёменко И.Л. Гетерометаллические комплексы хрома(III) с атомами лантанидов(III) и анионами замещённой малоновой кислоты Сборник тезисов XXVIII Международной Чугаевской конференции по координационной химии, 3-8 октября 2021, г. Туапсе, с.43 (год публикации - 2021)

16. Гоголева Н.В., Шмелев М.А., Воронина Ю.К., Коршунов В.М., Вараксина Е.А., Тайдаков И.В., Кискин М.А., Сидоров А.А., Еременко И.Л. Комплексы кадмия(II) с анионами ароматических карбоновых кислот: особенности синтеза и корреляции структура-свойство Сборник тезисов XXVIII Международной Чугаевской конференции по координационной химии, 3-8 октября 2021, г. Туапсе, c. 58 (год публикации - 2021)

17. Зорина-Тихонова Е.Н., Чистяков А.С., Матюхина А.К., Бабешкин К.А., Ефимов Н.Н., Кискин М.А., Сидоров А.А., Еременко И.Л. Молекулярные магнетики кобальта(II) и марганца(II) на основе замещённых малонатов Сборник тезисов XXVIII Международной Чугаевской конференции по координационной химии, 3-8 октября 2021, г. Туапсе, с. 72 (год публикации - 2021)

18. Чистяков А.С., Зорина-Тихонова Е.Н., Шмелёв М.А., Вологжанина А.В., Ефимов Н.Н., Кискин М.А., Сидоров А.А., Еременко И.Л. Новые MnII-MII (MII = Co, Ni, Cu, Zn) соединения с анионами циклопропан-1,1-дикарбоновой кислоты Сборник тезисов XXVIII Международной Чугаевской конференции по координационной химии, 3-8 октября 2021, г. Туапсе, с. 218 (год публикации - 2021)

19. Матюхина A.К., Зорина-Тихонова Е.Н., Корлюков А.А., Головешкин А.С., Бабешкин К.А., Сидоров А.А., Еременко И.Л. Синтез, строение и магнитные свойства гетерометаллических циклопропан-1,1-дикарбоксилатов кобальта(II) и никеля(II) Сборник тезисов XXVIII Международной Чугаевской конференции по координационной химии, 3-8 октября 2021, г. Туапсе, с. 192 (год публикации - 2021)

20. Блинов Д.О., Воронина Ю.К., Зорина-Тихонова Е.Н., Кискин М.А., Еременко И.Л. Синтез и строение координационных соединений железа(III) с анионами циклобутан-1,1-дикарбоновой кислоты Сборник тезисов XXVIII Международной Чугаевской конференции по координационной химии, 3-8 октября 2021, г. Туапсе, с. 238 (год публикации - 2021)

21. Гоголева Н.В., Зорина-Тихонова Е.Н., Хапаева П.Ю., Шмелев М.А., Кискин М.А., Александров Е.В., Сидоров А.А., Еременко И.Л. Analysis of the dependence of dimethylmalonate complexes structure on the nature of heterometals by the example of Co(II) и Cd(II) compounds with K and Ba atoms Journal of Molecular Structure, V. 1256, P. 132532 (год публикации - 2022)
10.1016/j.molstruc.2022.132532

22. Д.О. Блинов, Е.Н. Зорина-Тихонова, Ю.К. Воронина, М.А. Кискин, И.Л. Еременко Синтез и строение малонатов железа(III) с катионами рубидия и цезия Координационная химия (год публикации - 2022)
10.31857/S0132344X22080011

23. Гоголева Н.В., Хапаева П.Ю., Шмелев М.А., Бабешкин К.А., Ефимов Н.Н., Сидоров А.А., Еременко И.Л. Cu2+ / Cd2+-Ln3+ heterometallic malonates: ways of synthesis and magnetic properties Сборник тезисов Всероссийской конференции "VII Российский день редких земель", 14-16 февраля 2022, г. Казань, с. 37 (год публикации - 2022)

24. Бажина Е.С., Корлюков А.А., Воронина Ю.К., Бабешкин К.А., Уголкова Е.А., Ефимов Н.Н., Федин М.В., Кискин М.А., Еременко И.Л. Effect of the Alkaline Metal Ion on the Crystal Structure and Magnetic Properties of Heterometallic GdIII-VIV Complexes Based on Cyclobutane-1,1-Dicarboxylate Anions Magnetochemistry, V. 7, Is. 6, P. 82 (год публикации - 2021)
10.3390/magnetochemistry7060082

Публикации