Аннотация проекта

Интенсивно развивающаяся в последнее время область применения лантанидов в создании люминесцентных устройств, меток и биомедицинских систем, обусловленная уникальными свойствами РЗЭ, требует создания материалов с заданными фотофизическими характеристиками, это, в свою очередь сопряжено с развитием методологии синтеза соединений, пригодных для получения таких материалов. Последнее требует фундаментального понимания закономерностей связи структура прекурсора  -  фотофизические свойства материалов. Предлагаемое исследование ориентировано на изучение связи геометрического и электронного строения комплексов РЗЭ с их фотофизическими свойствами и развитие новых методических подходов к синтезу таких соединений.

Проект имеет целью формирование фундаментальных представлений об особенностях строения и вытекающих из них фотофизических свойств циклопентадиенил-боргидридных комплексов РЗЭ. Проект предполагает разработку новых синтетических подходов, а также систематическое исследование строения и фотофизических свойств циклопентадиенил-боргидридных и трифенилциклопентадиенил-боргидридных комплексов РЗЭ, в которых органический лиганд играет роль антенны-приемника электромагнитного излучения (УФ-излучения), который передает энергию поглощенного света на ион лантанида, способный к люминесценции. Неорганический лиганд (боргидрид-анион) способствует насыщению координационной сферы комплекса и обеспечивает его кинетическую стабильность, препятствуя ассоциацци (в отличие от обычно используемых галогенид-анионов).

В ходе работы научно-учебной группы предполагается разработка методов синтеза и исследование строение моно- и бисциклопентадиенилборгидридных комплексов начала (La, Nd, Gd) и конца (Tb, Lu) ряда лантанидов типа, [Cp'Ln(BH4)3]-M+, [Cp'2Ln(BH4)2]-M+ [Cp'Ln(BH4)2], [Cp'2Ln(BH4)], где Cp' – циклопентадиенильный или трифенилциклопентадиенильный лиганд, Ln= La, Nd, Gd,Tb, Lu, М- щелочной металл. Предполагается, что циклопентадиенилборгидридные комплексы могут также играть роль сокатализатора в процессе каталитической полимеризации этилена с переносом цепи, поэтому будет изучена каталитическая активность бисциклопентадиенилборгидридных комплексов лантана и неодима в сочетании с диалкилмагниевыми соединениями в катализе полимеризации этилена. 

Для всех полученных веществ будет проведено исследование фотофизических свойств, включая регистрацию спектров испускания люминесценции и спектров возбуждения. Предлагаемый подход к дизайну ярколюминесцирующих органических комплексов РЗЭ является оригинальным, впервые такой подход к созданию «лиганда-антенны» пи-типа, применительно к циклопентадиенилгалогенидным комплексам РЗЭ был предложен авторами настоящего проекта. Реализация этого подхода на циклопентадиенилборгидридных комплексах лантанидов позволит сформировать целостную концепцию лиганда-пи-антенны для сенсибилизации люминесценции в дизайне комплексов РЗЭ. 

Синтетическая часть работ по реализации данного проекта будет реализована на базе лаборатории металлоорганического катализа ИНХС РАН, для проведения физико-химических исследований синтезированных соединений планируется использовать приборный парк институтов партнеров, а именно Центры коллективного пользования ИНХС РАН, ИНЭОС РАН и ИОХ РАН.