Новые материалы для фотоники и спинтроники на основе халькогеназильных гетероциклов

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 15-13-10022

НазваниеНовые материалы для фотоники и спинтроники на основе халькогеназильных гетероциклов

Руководитель Ракитин Олег Алексеевич, Доктор химических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" , Челябинская обл

Конкурс №7 - Конкурс 2015 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований с привлечением молодых исследователей»

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-101 - Синтез, строение и реакционная способность органических соединений

Ключевые слова Халькоген-азотсодержащие гетероциклы, 1,2,5-тиадиазолы, 1,2,5-селенадиазолы, 1,2,3-дитиазолы, 1,2,3-тиаселеназолы, наноразмерные материалы и молекулярные приборы, фотоника, спинтроника, противораковая и антиспидовая активности, молекулярные магнетики, электропроводники, квантово-механические расчеты.

Код ГРНТИ31.21.27

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Химия халькоген-азотсодержащих соединений в настоящее время является одной из бурно развивающихся областей химии гетероциклических соединений. Установлено, что семейство структур на границе органической и неорганической химии, характеризующееся высоким соотношением гетероатомов (сера, селен и азот) к углероду, обладает свойствами полезных материалов с интересными электропроводящими и оптическими свойствами и высокой биологической активностью. Особое значение в поиске новых халькоген-азотсодержащих гетероциклов приобретает синтез соединений заданного строения с различным содержанием и расположением в них атомов халькогена, что и определяет полезность этих веществ для медицины и техники. Главной задачей настоящего проекта является построение неизвестных ранее гетероциклических систем, содержащих атомы халькогена (серы и/или селена) и азота, которые могут представлять интерес для получения конкретных материалов, обладающих полезными свойствами для использования в технике и в медицине. В проекте будут разработаны методы синтеза неизвестных ранее гетероциклических систем, содержащих атомы серы, селена и азота: конденсированных 1,2,5-тиадиазолов, 1,2,5-селенадиазолов, 1,2,3-дитиазолов, 1,2,3-тиаселеназолов и ряда других. Проектом предусматривается получение конкретных материалов, в которых в качестве структурообразующих гетероциклических компонентов будут использованы 1,2,5-тиадиазолы и 1,2,5-селенадиазолы, конденсированные с сильными электроотрицательными циклами такими, как пиридин или пиридазин, которые могут применяться в органических солнечных элементах за счет своей способности превращать свет в дешевое электричество. В проекте предполагается получение в качестве компонентов для солнечных элементов как полимерных молекул с гетероциклическим мостиком (как правило на основе конденсированных 1,2,5-тиадиазолов и 1,2,5-селенадиазолов), так и мономерных молекул небольшого размера с такими же гетероциклами в основе, изучение тонкой структуры полученных гетероциклических систем с помощью современных физико-химических методов и квантово-механических расчетов с целью установления корреляции структура-полезные свойства. Будет осуществлена генерация радикальных, бирадикальных и ион-радикальных частиц 1,2,3-дитиазолов и их селеновых аналогов, взаимодействия которых в кристалле формируют целевые макроскопические магнитные и (или) электрические свойства. Мы надеемся, что такие исследования приведут к возможности создания на их основе функциональных материалов для различных новых приборов и устройств с магнитными и электропроводящими свойствами. Предполагается изучение биологической активности (в основном противораковой и антиспидовой) 1,2,3-дитиазолов и 1,2,3-тиаселеназолов с целью выявления кандидатов для внедрения в медицинскую практику. Реализация проекта и создание новых материалов должны способствовать существенному развитию современного научно-технического прогресса.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Bolshakov O. I., Grishina M. A., Galushko A. S., Potemkin V. A., Rakitin O. A. Design and theoretical study of D–A–π–A organic sensitizers with [1,2,5]thiadiazolo[3,4-c]pyridine, [1,2,5]selenadiazolo[3,4-c]pyridine, [1,2,5]oxadiazolo[3,4-c]pyridine π component Journal of Chemistry, 467593 (год публикации - 2015)
10.1155/2015/467593

2. Konstantinova L. S., Baranovsky I. V., Irtegova I. G., Bagryanskaya I. Y., Shundrin L. A., Zibarev A. V., Rakitin O. A. Fused 1,2,3-Dithiazoles: Convenient Synthesis, Structural Characterization, and Electrochemical Properties Molecules, vol. 21, No. 5, 596 (год публикации - 2016)
10.3390/molecules21050596

3. Большаков О.И., Юшина И.Д., Барташевич Е.В., Нелюбина Ю.В., Айсин Р.Р., Ракитин О.А. Asymmetric triiodide-diiodine interactions in the crystal of (Z)-4-chloro-5-((2-((4-chloro-5H-1,2,3-dithiazol-5-ylidene)amino)phenyl)amino)-1,2,3-dithiazol-1-ium oligoiodide Structural Chemistry, 28, No. 6, 1927-1934 (год публикации - 2017)
10.1007/s11224-017-0987-y

4. Князева Е. А., Чмовж Т. Н. , Устименко О. О., Чхетиани Г. Р., Палева И. С., Константинова Л. С., Михальченко Л. В., Ракитин О. А. 4,7-Дибром[1,2,5]селенадиазоло[3,4-c]пиридин в реакциях кросс-сочетания по Cузуки – путь к новым компонентам солнечных батарей Chemistry of Heterocyclic Compounds, 53, № 5, 608-614 (год публикации - 2017)

5. Князева Е.А., Ву В., Чмовж Т.Н., Робертсон Н., Вулинс, Ж.Д., Ракитин О.А. Dye-sensitized solar cells: Investigation of D-A-π-A organic sensitizers based on [1,2,5]selenadiazolo[3,4-c]pyridine Solar Energy, 144, 134-143 (год публикации - 2017)
10.1016/j.solener.2017.01.016

6. Гришина М., Большаков О., Потемкин А., Потемкин В. Benzo[1,2,5]thiadiazole dyes: spectral and electrochemical properties and their relation to the photovoltaic characteristics of the dye-sensitized solar cells Dyes and Pigments, 144, 80-93 (год публикации - 2017)
10.1016/j.dyepig.2017.05.020

7. Konstantinova L. S., Baranovsky I. V., Strunyasheva V. V., Mikhailov M. S., Rakitin O. A. New chemistry of 1,2,3-dithiazoles Abstracts of the Core-to-Core / Leverhulme Trust Fifth Joint Workshop on Organic Electronics of Highly-Correlated Molecular Systems, P18 (год публикации - 2016)

8. Тайдаков И.В., Ващенко А.А., Лысенко К.А., Константинова Л.С., Князева Е.А., Обручникова Н.В. Synthesis, crystal structure and electroluminescent properties of fac-bromotricarbonyl ([1,2,5]oxadiazolo[3',4':5,6]pyrazino-[2,3-f][1,10]phenanthroline) rhenium (I) ARKIVOC, iii, 205-216 (год публикации - 2017)
10.3998/ark.5550190.p010.130

9. Чуланова Е.А., Притчина Е.А., Маласпина Л.А., Грабовский С., Мостагими Ф., Бекман Ж., Багрянская И.Ю., Шахова М.В., Константинова Л.С., Ракитин О.А., Грицан Н.П., Зибарев А.В. Novel Charge-Transfer Complexes with 1,2,5-Thiadiazoles as Both Electron Acceptors and Donors Featuring an Unprecedented Addition Reaction Chemistry - A European Journal, 23, No. 4, 852-864 (год публикации - 2017)
10.1002/chem.201604121

10. L. S. Konstantinova L. S., O. I. Bol'shakov O. I., Baranovsky I. V., Bogacheva A. M., Strunyasheva V. V., Rakitin O. A. A short and efficient synthesis of 5,5'-bi-1,2,3-dithiazoles Mendeleev Communications, 25, No. 6, 427-428 (год публикации - 2015)
10.1016/j.mencom.2015.11.009

11. Крыщенко Ф. И., Князева Е. А., Константинова Л. С., Ракитин О. А. Синтез 4-замещенных 3-хлор-1,2,5-тиадиазолов из монозамещенных глиоксимов Известия Академии наук. Серия химическая, № 11, 2678-2681 (год публикации - 2016)

12. Asquith C. R. M., Konstantinova L. S., Laitinen T., Meli M. L., Poso A., Rakitin O. A., Hofmann-Lehmann R., Hilton S. T. Evaluation of substituted 1,2,3-dithiazoles as inhibitors of feline immunodeficiency virus (FIV) via a proposed zinc ejection mechanism CHEMMEDCHEM, Том: 11 Выпуск: 19 Стр.: 2119-2126 (год публикации - 2016)
10.1002/cmdc.201600260

13. Константинова Л.С., Барановский И.В., Притчина Е.А., Михайлов М.С., Багрянская И.Ю., Семенов Н.А., Иртегова И.Г., Сальников Г.Е., Лысенко К.А., Грицан Н.П., Зибарев А.В., Ракитин О.А. Fused 1,2,3-Thiaselenazoles Synthesized from 1,2,3-Dithiazoles via Selective Chalcogen Exchange Chemistry - A European Journal, 23, 67, 17037–17047 (год публикации - 2017)
10.1002/chem.201703182

14. Князева Е.А., Ракитин О.А. 4,7-Dibromo-substituted 2,1,3-benzothia(selena, oxa)diazoles and [1,2,5]thia(selena)diazolo[3,4-c]pyridine as building blocks in solar cells components (microreview) Chemistry of Heterocyclic Compounds, 53, № 8, 855-857 (год публикации - 2017)
10.1007/s10593-017-2137-2

15. Л. С. Константинова, Е. А. Князева, О. А. Ракитин Direct Exchange of Oxygen and Selenium Atoms in the 1,2,5-Oxadiazoles and 1,2,5-Selenadiazoles by Action of Sulfur Monochloride Molecules, 20, № 8, 14522-14532 (год публикации - 2015)
10.3390/molecules200814522

16. Князева Е. А., Ракитин О. А. Влияние структурных факторов на фотовольтаические свойства сенсибилизированных красителем солнечных ячеек Успехи химии, Том 85, № 10, 1146–1183 (год публикации - 2016)
10.1070/RCR4649

Публикации