Аннотация результатов, полученных в 2017 году
На первом этапе выполнения проекта успешно разработаны синтетические подходы к получению новых оксиматных лигандов для синтеза комплексов 3d-переходных металлов и исходных реагентов для синтеза гибридных биядерных фталоцианинатоклатрохелатов. Полученные оксиматные лиганды использованы для получения пиридин-, пиразол- и имидазолоксиматных комплексов с инкапсулированным ионом железа, кобальта и цинка, которые содержат жесткие холестерильные и редокс-активные ферроценильные фрагменты в апикальных положениях. Все полученные соединения детально охарактеризованы при помощи элементного анализа, ИК, масс-спектрометрии, циклической вольтамперометрии, мультиядерной одномерной и двумерной спектроскопии ЯМР и спектроскопии ЭПР (для парамагнитных соединений). Структуры ряда полученных комплексов подтверждены при помощи рентгеноструктурного анализа. Редокс-свойства синтезированных комплексов изучены при помощи циклической вольтамперометрии и спектроэлектрохимии, для чего были изготовлены и протестированы спектроэлектрохимические ячейки с рабочим электродом из углеродного микроволокна для регистрации спектров ЯМР и ЭПР в условиях электрохимического окисления/восстановления in situ. На основе полученных данных синтезирован, выделен и детально охарактеризован первый стабильный клеточный комплекс железа(I). Результаты выполнения этой части проекта опубликованы в журнале Chemical Communications, а также представлены на обложке выпуска этого журнала (http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/cc/c8cc90146e#!divAbstract). Использование спектроскопии ядерного магнитного резонанса позволило показать, что синтезированные парамагнитные комплексы кобальта с жесткими холестерильными апикальными заместителями обладают одними из самых больших значений магнитной анизотропии среди комплексов переходных металлов. Результаты выполнения этой части проекта опубликованы в журнале ACS Omega.

Аннотация результатов, полученных в 2018 году
На этапе 2018-2019 гг. успешно разработаны синтетические подходы к получению новых псевдоклатрохелатных и хеликатных комплексов 3d-переходных металлов и гибридных биядерных фталоцианинато-клатрохелатов, содержащих ионы 3d- и 4f- металлов. Все полученные соединения детально охарактеризованы при помощи широкого набора физико-химических методов, включающего элементный анализ, ИК-спектроскопию, масс-спектрометрию, циклическую вольтамперометрию, спектроскопии ЯМР и ЭПР (в том числе – в терагерцовом диапазоне) и в ряде случаев – рентгеноструктурный анализ. Для полученных комплексов изучена возможность редокс-активируемого переключения магнитных свойства при помощи спектроэлектрохимических подходов. Обнаружены особенности дизайна сконструированных ячеек для ЯМР-спектроэлектрохимии, ограничивающие использование данной методики для изучения электрохимического поведения полученных комплексов, и предложены пути их усовершенствования. При помощи магнитометрии в постоянном и переменном поле детально изучены магнитные свойства полученных комплексов, проанализированы температурные и полевые зависимости времен магнитной релаксации и определены относительные вклады основных механизмов магнитной релаксации (квантового туннелирования намагниченности, одноквантового прямого и двухквантовых Орбаховского и Рамановского процессов). Оценены перспективы использования полученных комплексов в качестве мономолекулярных магнитов для устройств молекулярной спинтроники. По результатам проведенных исследований опубликованы три статьи в журналах ChemPhysChem, Macroheterocycles и ЖНХ, и две статьи направлены в журналы Inorg. Chem. и Eur. J. Inorg. Chem.

Аннотация результатов, полученных в 2019 году
При выполнении проекта в 2019-2020 гг. с помощью разработанных нами синтетических подходов получена серия новых моно- и полиядерных псевдоклатрохелатов и хеликатов 3d-переходных металлов, гибридных биядерных фталоцианинато- и порфиринато-клатрохелатов, содержащих ионы 3d- и 4f-металлов, а также комплексов 3d-переходных металлов с тридентатными лигандами на основе пиридина, проявляющих свойства мономолекулярных магнитов и спиновых переключателей, которые могут использоваться в устройствах молекулярной спинтроники. Все синтезированные соединения детально охарактеризованы с использованием различных физико-химических методов исследования вещества, включая элементный анализ, ИК-спектроскопию, масс-спектрометрию, циклическую вольтамперометрию, спектроскопии ядерного магнитного и электронного парамагнитного резонанса (в том числе – в терагерцовом диапазоне), а в ряде случаев – рентгеноструктурный анализ монокристаллов. Магнитные свойства полученных комплексов изучены с помощью традиционно используемой для этих целей магнитометрии в постоянном и переменном магнитном поле. В частности, это позволило проанализировать температурные и полевые зависимости времен магнитной релаксации и определить относительные вклады основных механизмов магнитной релаксации (квантового туннелирования намагниченности, одноквантового прямого и двухквантовых Орбаховского и Рамановского процессов) в спиновую динамику соответствующих комплексов. Для части полученных комплексов дополнительно изучена возможность редокс-активируемого переключения их свойств при помощи спектроэлектрохимических подходов. Наконец, обнаружен новый тип комплексов кобальта(II), обладающих молекулярной бистабильностью (в виде мономолекулярного магнетизма и температурно-индуцированного спинового перехода), при использовании оригинального подхода к интерпретации многотемпературных спектров ядерного магнитного резонанса для парамагнитных соединений, который позволяет определять присутствие таких комплексов в образце без необходимости их выделения в индивидуальном виде и наработки в больших количествах.