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 19-73-10144
НазваниеПолучение новых «push-pull» хромофоров (2,2’-би)пиридинового ряда и их (аза)аннелированных аналогов с внутренним переносом заряда (ICT) и/или локальным возбуждением (LE) как основы для получения перспективных материалов одно-/ двухфотонного возбуждения
РуководительХасанов Альберт Фаридович, Кандидат химических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина", Свердловская обл
Период выполнения при поддержке РНФ | 07.2022 - 06.2024 |
Конкурс Конкурс на продление сроков выполнения проектов, поддержанных грантами Российского научного фонда по мероприятию «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными (41).
Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах, 03-101 - Синтез, строение и реакционная способность органических соединений
Ключевые слова2,2'-бипиридины, 1,2,4-триазины, хиназолины, хиноксалины, азаацены, PASE-методы, "push-pull"-хромофоры, флуоресценция, одно- и двухфотонное возбуждение, внутренний перенос заряда, локальное возбуждение, EFISH-метод
Код ГРНТИ31.21.27
СтатусУспешно завершен
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Целью проекта является создание новых перспективных «push-pull» хромофоров (флуорофоров) олигоазиновых рядов (пиридины, 2,2’-бипиридины, азатрифенилены, хинозалины, их азол-содеражщие аналоги т.д.) для использования в качестве флуоресцентных сенсоров и проб, а также в качестве объектов для новых нелинейно-оптических материалов и светоизлучающих эмиттеров, включая включая TADF-эмиттеры. Такие материалы в настоящее время находят все большее применение в устройствах молекулярной электроники, сенсорики, фотовольтаики, лазерной технике и других областях, включая биомедицину, регенеративную медицину и тераностику.
В проекте будет продолжена наработка экспериментальных (синтез и исследование фотофизических свойств) и теоретических (математические модели и квантово-химические расчеты) данных для детального анализа фотофизических характеристик хромофоров (2,2’-би)пиридинового ряда и их (аза)аннелированных и азол-замещенных аналогов с целью разработки новых критериев и дескрипторов, позволяющих классифицировать полученные флуорофоры по типу сигнального механизма, предсказывать тип флуоресценции в зависимости от окружения флуорофора, его характеристики и практическое применение.
Актуальность поставленной в проекте задачи связана с высокой востребованностью многих отраслей науки и техники в новых «push-pull» хромофорных моделях, как основы перспективных флуоресцентных красителей, сенсоров/проб и эмиттеров с целью выполнять различные практические задачи. Способность «push-pull» хромофоров выполнять такие задачи напрямую связана с соотношением «структура-свойство» и природой внутримолекулярного переноса заряда (скрученный внутримолекулярный перенос заряда (TICT), планарная внутримолекулярная передача заряда (PLICT), их гибридные состояния). Четкая классификация хромофоров по дескрипторам в литературе до настоящего времени отсутствует, что не позволяет однозначно ранжировать как уже описанные ранее, так и впервые синтезированные представленные в данном проекте хромофоры как по сигнальному механизму, так и по областям их практического применения.
Новизна проекта для фундаментальной науки заключается в следующем. В проекте будут получены и детально проанализированы результаты фотофизических исследований, теоретических расчетов, а также расчетов на основе математических моделей и будет разработана единая схема критериев и дескрипторов, которая, основываясь на строении/структурном окружении флуорофора, позволит реализовывать заданный конкретный сигнальный механизм, выдвигать гипотезы о режиме связывания пробы с аналитом, предсказывать тип флуоресценции в зависимости от внешнего окружения флуорофора (влияния среды), а также основные фотофизические характеристики и/или практическое применение разработанных флуорофоров (например, в качестве хемосенсоров, pH-чувствительных проб, клеточных красителей, реагентов для фотодинамической терапии или тераностики и т.д.).
Впервые для анализа фотофизических свойств полученных в проекте хромофоров будет использован подход на основе анализа дуальной эмиссии (DE). Будут исследованы такие явления как различные гибридные состояния, например, гибридное состояние локального возбуждения и внутримолекулярного переноса заряда (HLCT) или гибридное состояние PLICT и TICT (PLATICT), а также комбинации процессов, например, усиление эмиссии за счет агрегации (AIE и AIEE) в комбинации с PLICT-процессом или TICT-процессом, комбинации одновременно трех процессов PLICT/TICT/AIE и т.д., наблюдаемых при фотовозбуждении. Актуальность этой концепции трудно переоценить, поскольку органические хромофоры с дуальной эмиссией проявили себя как перспективные материалы и уже начали использоваться в практических оптоэлектронных, сенсорных и биомедицинских приложениях. И для дальнейшего расширения применения DE-активных хромофоров крайне важно получить фундаментальное понимание взаимосвязи между молекулярной структурой флуорофора и протекаемыми фотофизическими процессами.
Ожидаемые результаты
В результате выполнения проекта будет продолжена наработка массива экспериментальных и теоретических данных по формированию новых перспективных «push-pull» хромофоров (флуорофоров) на основе пиридинов, 2,2’-бипиридинов, а также их азааналогов (1,2,4-триазинов, хинозалинов и др.), аннелированных аналогов (азаценов, и др.), которые, в зависимости от структурного окружения, при фотовозбуждении проявляют тенденцию к внутримолекулярному переносу заряда (ICT), в том числе планаризованной (TICT) или скрученной природы (PLICT) и различным гибридным состояниям. В зависимости от проявления данных свойств будет оценена способность полученных хромофоров подвергаться фотовозбуждению в результате однофотонного поглощения или двух/многофотонного поглощения, то есть проявлять линейные или нелинейные оптические свойства, а также дуальную эмиссионную (DE) активность, свойства хромофорных основ для светодиодов, в том числе с термически активируемой задержанной флуоресценцией (TADF), сенсорную активность на аналиты различной природы.
По результатам исследования будет разработана единая схема критериев и дескрипторов на основе полученных результатов фотофизических исследований, теоретических расчетов, а также расчетов на основе математических моделей для достоверной идентификации синтезированных в проекте хромофоров, а также, по возможности, распространению дескрипторов на похожие хромофоры. Тем самым, в соответствии с разработанными дескрипторами и критериями, многие хромофоры можно будет достоверно характеризовать как проявляющие линейные/нелинейные оптические свойства, TADF-активность, DE-активность, сенсорные свойства на аналиты различной природы или способность красить органеллы клеток, что будет весьма полезно для оценки будущего практического применения в передовых отраслях науки и техники (молекулярные переключатели, pH-сенсоры, клеточные красители, хемосенсоры, полевые транзисторы, OLED, солнечные ячейки и т.д.).
В рамках выполнения проекта запланировано получение следующих результатов:
1. Будут созданы обширные библиотеки новых перспективных «push-pull» хромофоров на основе уже имеющихся (2,2’-би)пиридиновых моделей и на основе абсолютно новых (аза)бензаннелированных моделей. Кроме того, будут разработаны эффективные стратегии для получения таких хромофоров, включающие методы PASE (Pot, Atom, Step Economic), методы «зеленой химии» (реакции в отсутствие растворителя, прямая С-Н-функционализация и т.д.) и другие методы. Для полученных хромофоров будут исследованы фотофизические свойства, включающие данные по абсорбции, эмиссии, квантовому выходу и времени жизни флуоресценции в средах различной полярности и/или в присутствии различных аналитов.
2. Будет произведен математический анализ полученных экспериментальных данных с использованием таких математических моделей, как модель Липперта-Матага, модель на основе констант Гаммета, модель Штерна-Фольмера, модель Бенези-Гильдебранда. В результате будут установлены общие закономерности «структура-свойство» синтезированных хромофоров и сформулированы критерии эффективности и селективности флуоресцентных сенсоров и проб.
3. Теоретические исследования будут сосредоточены на более эффективных расчетах возбужденного состояния как в отдельных молекулах, так и в аддуктах «проба-аналит», или на слабых взаимодействиях между сенсором и аналитом (например, π-π-стекинг, водородные взаимодействия, агрегационные взаимодействия и т.д.). Теоретические или комбинированные экспериментально-теоретические исследования позволят объяснить динамику восприятия возбужденного состояния с использованием время разрешенных DFT расчетов возбужденного состояния (TD-DFT). Более того, часть расчетов в основном и возбужденном состоянии будет выполняться с расширенным базисным набором, что позволит дать более точные результаты.
4. Будут освоены и реализованы расчеты дескрипторов оптимизации процесса энергетического перехода TADF-излучателей, в том числе энергетическое синглет-триплетное расщепление (ΔEST<0.2eV), и процесса планаризованного внутримолекулярного переноса заряда PLICT-хромофоров, в том числе разница значений торсионных углов в основном и возбужденном состоянии.
5. Будут продолжены исследования свойств и характеристик хромофоров (флуорофоров) в режиме двухфотонного возбуждения в средах с изменяемой полярностью растворителей и мощностью накачки. Также в режиме двухфотонного возбуждения планируется провести исследования эксимерных форм и AIE-активных флуорофоров. Кроме того, в рамках проекта планируется расширить модельный ряд флуорофоров, отвечающих требованиям двухфотонного возбуждения, за счет водорастворимых форм. Это позволит провести ряд измерений интенсивности флуоресценции при двухфотонном возбуждении в зависимости от рН при условии сохранения высокой оптической прозрачности раствора в широких спектральных диапазонах, что особенно важно в поглощающих или рассеивающих средах, таких как биологические ткани. При этом будут освоены и осуществлены теоретические расчеты сечений (σTPE, σTPA), как дескрипторов режима двухфотонного возбуждения для перспективных моделей.
6. Исследование сенсорных свойств будет проведено с использованием как катионов переходных металлов ряда Ирвинга – Уильямса (Fe2+, Co2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+, Cd2+, Hg2+ и др.), так и анионов, таких как, F¯ и CN¯.
7. При исследовании сенсоров на обнаружение нитросодержащих соединений будут привлечены в качестве аналитов легколетучие нитроароматических взрывчатых веществ и низколетучие труднообнаруживаемые нитроалифатические соединения (нитроэфиров и нитроаминов), а также нитроароматические пестициды.
8. В рамках проекта будут продолжены исследования по биовизуализации с биарилзамещенными 2,2’-бипиридиновыми красителями и их аналогами, как перспективными красителями митохондрий. Для этого планируется: (a) Установить взаимосвязь между структурой веществ и эффективностью окрашивания митохондрий; (b) Отобрать наиболее перспективные пробы и провести исследования с варьированием концентрационных и временных факторов, чтобы установить зависимости развития окраски и, в идеале, сопоставить её с особенностями физиологической активности клеток; (c) Установить протекающие химические превращения (окисление, восстановление, физико-химические взаимодействия с митохондрией или другими частями клетки), которые лежат в основе изменения окраски красителя и/или его селективного накопления в митохондриях.
9. Будет разработана единая схема критериев и дескрипторов проявляемой хромофорами типа сигнального механизма в зависимости от соотношения «структура-свойство», в том числе с использованием компьютерных расчетов и математических моделей. Использование такой схемы позволит реализовывать заданный конкретный сигнальный механизм, выдвигать гипотезы о режиме связывания пробы с аналитом, предсказывать тип флуоресценции в зависимости от окружения флуорофора, а также характеристики и практическое применение разработанных флуорофоров.
Полученные результаты будут опубликованы в 8 статьях в журналах, рецензируемых в базах данных Scopus и Web of Science, а также в виде 1 монографии и 2 объектов интеллектуальной собственности (заявка на патент РФ).
В рамках магистерского курса (УрФУ) «Материалы и устройства молекулярной электроники» будет разработан лабораторный практикум по конструированию органических светоизлучающих диодов на основе рутениевых (II) комплексов 2,2’-бипиридинов, включая некоторые из синтезированных в ходе проекта.
Научная значимость полученных результатов обусловлена прежде всего отсутствием в научной литературе системного подхода к критериям и дескрипторам для достоверной оценки «push-pull» хромофоров по степени их способности проявлять линейные и/или нелинейные оптические свойства, TADF-активность, DE-активность, сенсорные свойства на аналиты различной природы или способность селективно красить органеллы клеток и тем самым для достоверного предсказания практической применимости таких хромофоров. В данном проекте будет представлена достаточно обширная выборка хромофоров с разнообразным структурным окружением, а также будет предложен обширный набор критериев/дескрипторов для оценки полученных хромофоров и, по возможности, других хромофоров.
Таким образом, результаты проект имеют большую фундаментальную и практическую значимость.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Аннотация результатов, полученных в 2022 году
В результате выполнения проекта были получены флуорофоры на основе производных пиридина, 2,2’-бипиридина, а также моноазатрифениленов в соответствии с заявленным планом работ. Также были исследованы фотофизические свойства полученных флуорофоров, которые включает не только первичные (спектры абсорбции, флуоресцентной эмиссии и абсолютные квантовые выходы люминесценции), но также включают и (для определенных типов флуорофоров): явление сольватохромии, рассчитаные разницы дипольных моментов в основном и возбужденном состояниях как по экспериментальным данным, так и с использованием квантово-химических расчетов, определены индексы переноса заряда (CT-индексы), рассчитаны коэффициенты статической и динамической гиперполяризуемости, рассчитаны распределения НСМО-ВЗМО и определены значения энергетической щели, исследовано действие некоторых флуорофоров в качестве сенсоров и проб как на катионы металлов (Zn(II), Al(III)), так и нейтральных молекул (нитроароматические взрывчатые вещества), и др. Были проведены исследования по двухфотонному возбуждению перилен-содержащих терпиридинов в результате командировки участников проекта в ресурсный центр «Лазерные и оптические методы исследования веществ» при Санкт-Петербургском государственном университете для возбуждения красителей при использовании фемтосекундной лазерной системы RAPOP-100 (производство «Авеста-проект»). Проведены исследования по применению производных 2,2’-бипиридина в качестве объектов биовизуализации.
В рамках выполнения проекта была опубликована монография «Пуш-пульные флуорофоры азинового ряда» (ООО «ИЗДАТЕЛЬСТВО АМБ», Екатеринбург (2022 г.)) объемом 240 страниц и тиражом 120 экземпляров при соавторстве участников проекта.
В рамках выполнения проекта подготовлено учебное пособие «Современные материалы органической электроники» (выписка из протокола №8 от 14.04.2023 заседания учебно-методического совета Физико-технологического института УрФУ) по направлению подготовки 04.04.01 («Химия»), 11.03.04 и 11.04.04 («Электроника и наноэлектроника») и по основной дисциплине «Материалы и устройства органической электроники» (М.1.10 «Методы получения и свойства наноматериалов») объемом 151 страница при соавторстве участников проекта. Печать запланирована в 2023 году.
В рамках выполнения проекта опубликована 1 статья в журнале Molecules (Q1), принята к публикации 1 статья в журнал New Journal of Chemistry (Q1). Полученные результаты были представлены на VI конференции «Успехи синтеза и комплексообразования» (г.Москва, 2022г) с устным и стендовыми докладами, а также на VI международной конференции «Современные синтетические методологии для создания лекарственных препаратов и функциональных материалов» (MOSM 2023, г.Екатеринбург) с устными и стендовыми докладами.
Публикации
1. Старновская Е.С., Валиева М.И., Раммохан А., Копчук Д.С., Хасанов А.Ф., Тания О.С., Новиков А.С., Калиничев А.А., Сантра С., Зырянов Г.В., Рану Б.Ч. Carbazole/fluorene substituted 5-phenyl-2,2'-bipyridine D-π-A fluorophores: Photophysical data, Hyperpolarizability and CT-indices Royal Society of Chemistry, - (год публикации - 2023)
2. Старновская Е.С., Копчук Д.С., Хасанов А.Ф., Тания О.С., Никонов И.Л., Валиева М.И., Павлюк Д.Е., Новиков А.С., Зырянов Г.В., Чупахин О.Н. Synthesis and Photophysical Properties of α-(N-Biphenyl)-Substituted 2,2′-Bipyridine-Based Push–Pull Fluorophores Molecules, 27, 20, 6879 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.3390/molecules27206879
3. Зырянов Г. В., Липунова Г.Н., Носова Э.В., Тания О.С. , Копчук Д.С. Пуш-пульные флуорофоры азинового ряда ООО «ИЗДАТЕЛЬСТВО АМБ», Екатеринбург, Пуш-пульные флуорофоры азинового ряда. В 2 частях. Часть 1. Производные моноазинов и их аннелированные аналоги / Г. В. Зырянов, Г. Н. Липунова. Э. В. Носова [и др.] ; науч. конс. акад. В. Н. Чарушин. — Екатеринбург : ИЗДАТЕЛЬСТВО АМБ, 2022. — 240 с. (год публикации - 2022)
4. Мохаммед М.С., Садиева Л.К., Ковалев И.С. , Тания О.С., Копчук Д.С., Зырянов Г.В., Чарушин В.Н., Рану Б.Ч. Using the click methodology for the synthesis of PEG-substituted polyaromatic chemosensors for the detection of nitroaromatic compounds Успехи синтеза и комплексообразования = Advances in synthesis and complexing : сборник тезисов шестой Международной научной конференции. Москва, РУДН, 26–30 сентября 2022 г. – Москва : РУДН, 2022. – 468 с. : ил, P210 (год публикации - 2022)
5. Садиева Л.К., Ковалев И.С., Тания О.С., Гржегоржевский К.В., Платонов В.А., Зырянов Г.В., Чупахин О.Н. Synthesis and photophysical studies of α,ω-disubstituted with polycyclic aromatic hydrocarbon moieties pentanes Успехи синтеза и комплексообразования = Advances in synthesis and complexing : сборник тезисов шестой Международной научной конференции. Москва, РУДН, 26–30 сентября 2022 г. – Москва : РУДН, 2022. – 468 с. : ил, P236 (год публикации - 2022)
6. Старновская Е. С., Криночкин А. П., Валиева М. И., Копчук Д. С., Сантра С., Музыка А. Л., Шарафиева Э. Р., Слепухин П. А., Зырянов Г. В., Маджи А., Чупахин О. Н. ОДНОРЕАКТОРНЫЙ СИНТЕЗ 5'-АРИЛ-4-ЦИКЛОАЛКИЛАМИНО-2,2'-БИПИРИДИНОВ СОЧЕТАНИЕМ РЕАКЦИЙ АЗА-ДИЛЬСА-АЛЬДЕРА И ИПСО-ЗАМЕЩЕНИЯ АТОМА БРОМА Издатель: индивидуальный предприниматель Шестакова Екатерина Вячеславовна 620137, г. Екатеринбург, ул. Ботаническая, 17–68 Свидетельство о регистрации серии 66 № 007132690 ОГРН 312667022700046 ИНН 667008285299, II-34 (год публикации - 2022)
7. Тания О.С. , Хасанов А.Ф. , Валиева М.И. , Старновская Е.С., Копчук Д.С., Ковалев И.С., Зырянов Г.В. Synthesis and photophysical properties of C6-substituted 2,2'-bipyridine push-pull fluorophores Успехи синтеза и комплексообразования = Advances in synthesis and complexing : сборник тезисов шестой Международной научной конференции. Москва, РУДН, 26–30 сентября 2022 г. – Москва : РУДН, 2022. – 468 с. : ил, P128 (год публикации - 2022)
8. Хасанов А. Ф., Старновская Е. С., Копчук Д. С., Валиева М.И., Никонов И.Л., Тания О.С., Новиков А.Н., Зырянов Г. В., Чупахин О.Н. α -(N-БИФЕНИЛ)-ЗАМЕЩЕННЫЕ 2,2'-БИПИРИДИНОВЫЕ ФЛУОРОФОРЫ КАК ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ХЕМОСЕНСОРЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИТРОСОЕДИНЯЮЩИХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ Издатель: индивидуальный предприниматель Шестакова Екатерина Вячеславовна 620137, г. Екатеринбург, ул. Ботаническая, 17–68 Свидетельство о регистрации серии 66 № 007132690 ОГРН 312667022700046 ИНН 667008285299, II-40 (год публикации - 2022)
9. Хасанов А. Ф., Старновская Е. С., Копчук Д. С., Валиева М.И., Никонов И.Л., Тания О.С., Новиков А.Н., Зырянов Г. В., Чупахин О.Н. Α-(N-БИФЕНИЛ)-ЗАМЕЩЕННЫЕ 2,2'-БИПИРИДИНОВЫЕ ФЛУОРОФОРЫ. СИНТЕЗ И ПРИКЛАДНЫЕ СВОЙСТВА Издатель: индивидуальный предприниматель Шестакова Екатерина Вячеславовна 620137, г. Екатеринбург, ул. Ботаническая, 17–68 Свидетельство о регистрации серии 66 № 007132690 ОГРН 312667022700046 ИНН 667008285299, II-39 (год публикации - 2022)
10. Хасанов А.Ф., Гуда М.Р., Копчук Д.С., Валиева М.И., Старновская Е.С. , Зырянов Г.В., Чукапхин О.Н. One-pot synthesis and photophysical studies of 5-aryl-2,2'-bipyridines containing alicyclic amines Успехи синтеза и комплексообразования = Advances in synthesis and complexing : сборник тезисов шестой Международной научной конференции. Москва, РУДН, 26–30 сентября 2022 г. – Москва : РУДН, 2022. – 468 с. : ил, P184 (год публикации - 2022)
11. Валиева М.И., Старновская Е.С., Копчук Д.С. Люминесцентный хемосенсор для определения катионов цинка(II) на основе 6-(пиридин-2-ил)-3,11-бис(3,4,5-триметоксифенил)-8,9-дигидро-7H-дибензо[f,h]циклопента[c]хинолина -, Приказ №44 (год публикации - )
Аннотация результатов, полученных в 2023 году
В результаты выполнения проекта были получены новые азагетероцилические соединения на основе 1,2,4-триазинов, 2,2’-бипиридинов, азатрифениленов, триазолопиримидинов и др., обладающие потенциалом различного прикладного применения. Кроме того, была произведена механохимическая функционализация ПВХ остатками азагетероциклов (азолопиримидины и бензотиазол-2-тиол). В рамках отчетного периода был проведен комплексный подход по изучению прикладной применимости соединений. полученных в ходе выполнения всего проекта, для чего была проведена соответствующая классификация.
Показано, что пиридил-моноазатрифенилены могут эффективно использоваться в качестве люминесцентных «turn-off» сенсоров на нитроароматические вещества с высокими константами Штерна-Фольмера и низким пределом обнаружения (вплоть до 1 ppm). Для данного исследования была проведена оценка влияния эффекта внутреннего фильтра, являющийся большой проблемой при детектировании нитроароматических веществ, в особенности пикриновой кислоты. Для незначительного количества сенсоров на основе пиридилмоноазатрифениленов эффективность их использования полностью определялась эффектом внутреннего фильтра; для большинства же остальных сенсоров значения константы Штерна-Фольмера и эффективности тушения только снизились, но не исчезли, подтверждая их эффективность. В рамках работы был также однозначно определен псевдостатический механизм тушения люминесценции хемосенсоров.
В рамках исследования были определены структурные зависимости при люминесцентном «turn-on» обнаружении катионов металлов при использовании производных 2,2’-бипиридинов, функционализированных заместителями различной природы и по разным положениям. Установлено, что наилучшие результаты были получены при использовании в качестве сенсоров/лигандов производных 2,2’-бипиридинов со свободным положением С(6), так как в таком случае удается исключить стерических затруднили при связывании катионов металлов. В результате удалось установить потенциал использования таких лигандов/сенсоров для определения катионов Zn(II), Sn (II) и Al(III) в среде ТГФ, а также в водной среде, благодаря возникновению длинноволновых новых полос флуоресценции, отвечающим формированию соответствующих комплексов.
Методами in silico установлено, что производные 2,2’-бипиридины, функционализированные остатками полифторированных спиртов, могут выступать в качестве препаратов против болезни Альцегеймера.
Производные азолопиримиодинов могут найти применение в области медицины и техники при использовании двухфотонного возбуждения. В данном случае были получены значения сечения σ(EM) = 3.34-5.93 ГМ при возбуждении при 805 нм в растворе ТГФ.
При использовании методов РСА удалось охарактеризовать кристаллографические характеристики 3-гидрокси-2,2’-бипиридинов, а также показаны влияние и роль заместилелей, что имеет определенное фундаментальное значение.
В рамках проекта опубликовано 4 статьи в международных и российских журналах, индексируемых в системах Scopus и Web of Science. Полученные результаты представлены на международных конференциях «Современные синтетические методологии для создания лекарственных препаратов и функциональных материалов (MOSM 2023)», «9th International Fall School On Organic Electronics (IFSOE 2023)», «XI Международная молодежная научная конференция Физика. Технологии. Инновации (ФТИ-2024)» с устными и стендовыми докладами. Доклад руководителя проекта с названием «Synthesis and photophysical properties of monoazatriphenylene derivatives and analogues with extended conjugation system» был отмечен наградой за лучший устный доклад среди молодых ученых на конференции Современные синтетические методологии для создания лекарственных препаратов и функциональных материалов (MOSM 2023). Зарегистрирован объект интеллектуальной собственности в форме ноу-хау
Публикации
1. Алексей П. Криночкин, Альберт Ф. Хасанов, Мария И. Валиева, Екатерина А. Кудряшова, Малликарджуна Р. Гуда, Дмитрий С. Копчук, Ольга В. Шабунина, Наталья Н. Мочульская, Павел А. Слепухин, Григорий В. Зырянов, Олег Н. Чупахин 2,5-Di(het)arylpyridines: synthesis by ꞌꞌ1,2,4-triazineꞌꞌ methodologyand photophysical properties Chemistry of Heterocyclic Compounds, 60(5/6), 289–298 (год публикации - 2024)
2. Аль-Саммаррайе И.С.А., Аль-Итхави В.А.К., Баклыков А.В. , Платонов В.А., Алтоби А.М.К., Хасанов А.Ф., Ковалев И.С., Никонов И.Л., Копчук Д.С., Сапожникова И.М., Сабирова Т.М., Зырянов Г.В., Русинов В.Л. (Mechano)chemical modification of polyvinyl chloride with azole-based drugs Chimica Techno Acta, - (год публикации - 2024)
3. Гуда М.Р., Валиева М.И., Копчук Д.С., Алуру Р., Хасанов А.Ф., Тания О.С., Новиков А.С., Зырянов Г.В., Рану Б.Ч. One-pot Synthesis and Photophysical Studies of Α-cycloamino-substituted 5-aryl-2,2'-bipyridines Journal of Fluorescence, 34, 579–586 (2024) (год публикации - 2024) https://doi.org/10.1007/s10895-023-03304-1
4. Слепухин П. А., Рыбакова А.В., Гавико В. С., Раммохан А., Штайц Я.К., Криночкин А.П. , Ладин Е.Д., Копчук Д.С., Зырянов Г.В., Русинов В.Л. Single-crystal X-ray diffraction study of 4,5-diaryl-3-hydroxy-2,2′-bipyridine-6-carbonitriles Russian Chemical Bulletin, 72, 2825–2836, (2023) (год публикации - 2024) https://doi.org/10.1007/s11172-023-4091-8
5. Штайц Я. К. , Ладин Е.Д., Ильиных Е.С., Старновская Е.С., Копчук Д.С., Зырянов Г.В., Русинов В.Л. Solvent-free reaction of 4-amino-1,2,4-triazole-3-thioles with 1,2,4-triazine-5-carbonitriles Russian Chemical Bulletin, 72, 2948–2952 (2023) (год публикации - 2024) https://doi.org/10.1007/s11172-023-4105-6
6. Хасанов А.Ф., Б.С.М. Аль-Гези, А. Мукерджи, О.С. Тания, Г.В. Зырянов, Б.С. Рану Photophysical properties of T-shaped and Y-shaped dibenzo{a,c]phenazine derivatives 9th International Fall School on Organic Electronics IFSOE 2023, Books of abstracts IFSOE 2023, P61 (год публикации - 2023)
7. Хасанов А.Ф., О.С. Тания, Л.К. Садиева, М.И. Валиева, Е.С. Старновская, Д.С. Копчук, Г.В. Зырянов, Б.С. Рану SYNTHESIS AND PHOTOPHYSICAL PROPERTIES OF MONOAZATRIPHENYLENE DERIVATIVES AND ANALOGUES WITH EXTENDED CONJUGATION SYSTEM Сборник тезисов VII Международной конференции, Сборник тезисов MOSM 2023, P68 (год публикации - 2023)
Возможность практического использования результатов
1. Возможность практического использования результатов проекта заключается в применении полученных сенсоров на основе моноазатрифениленов для определения нитроароматических (взрывчатых) веществ. Благодаря полученных данным имеется возможность усовершенствования существующей технологии по использованию люминесцентных хемосенсоров, которая применяется ООО «СЕНСТЕК» (ИНН/КПП 6684012517/665801001) при разработке картриджей для мобильного люминесцентного обнаружителя TNTREX(™).
2. Другим направлением практического использования полученных результатов является разработка сенсорных материалов на основе производных 2,2’-бипиридинов для обнаружения различных катионов (Zn(II), Sn(II) и Al(III)) в водной среде и в среде органического растворителя
3. Применение флуорен- и тетрафенилэтиленсодержащих 2,2’-бипиридинов в области медицины в качестве инструментов для биовизуализации
4. Разработка потенциальных терапевтических препаратов против болезни Альцгеймера на основе 2,2’-бипиридинов, имеющих в составе длинные полифторированные остатки спиртов.