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 21-73-10109
НазваниеПолиазотные гетероциклические системы: от методологии синтеза к созданию органических материалов нового поколения
Руководитель Ферштат Леонид Леонидович, Доктор химических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского Российской академии наук , г Москва
Конкурс №61 - Конкурс 2021 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; 03-101 - Синтез, строение и реакционная способность органических соединений
Ключевые слова азотсодержащие гетероциклы, полиазотные гетероциклические системы, реакции циклоприсоединения, электрохимическое окисление, стабильные гетероциклические радикалы, функциональные материалы, энергоемкие материалы, органические материалы
Код ГРНТИ31.21.27
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
В последние годы органические функциональные материалы привлекают внимание многих исследователей благодаря их применению в электронике и нелинейной оптике, в качестве компонентов солнечных батарей и устройств хранения информации, а также для создания энергоемких составов в военных и гражданских целях. Материалы органической природы применяются в различных наукоемких сферах деятельности, таких как фармацевтика, медицина, нефтехимическая и горнодобывающая промышленность, энергетика, оборонно-промышленный комплекс и многие другие области, составляющие основу устойчивого развития и национальной безопасности страны. Однако процессы конструирования новых органических молекулярных систем с использованием известных синтетических методологий зачастую многостадийны, энерго- и трудозатратны и приводят к прогрессирующему увеличению количества технологических отходов.
Поэтому настоящий проект направлен на решение одной из важнейших мировых проблем современной стадии развития науки о материалах в области органической химии: Разработка новых, селективных и экологически безопасных технологий конструирования полиазотных гетероциклических систем в целях создания новых функциональных материалов для органической электроники и энергоемких материалов пониженного риска на их основе. Решение этой актуальной проблемы позволит создать передовые и эффективные методологии синтеза комбинированных полиазотных молекулярных систем различного типа, включающих структурные фрагменты 1,2,4-триазина, 1,2,3-триазол-1-оксида, тетразола, 1,2,3,5-тетразина, а также бетаиновые и радикальные структуры на их основе, обладающие улучшенными физико-химическими параметрами. Сложность поставленной задачи обусловлена насыщенностью намеченных к синтезу молекул гетероатомами и наличием ряда последовательно связанных гетероциклических фрагментов, а также необходимостью построения этих систем с высокой молекулярной сложностью и селективностью для обеспечения максимальной технологичности процессов и достижения оптимальных физико-химических и функциональных параметров.
Таким образом, основной целью проекта является разработка новых, малостадийных, экологически безопасных, регио- и хемоселективных методов синтеза, функционализации и трансформации полиазотных гетероциклических систем для выхода к органическим функциональным материалам нового поколения. Предлагаемые в проекте синтетические стратегии основаны на синтезе и структурной модификации широкого набора полиазотных гетероциклических систем, включая как сравнительно изученные производные 1,2,4-триазина и тетразола, так и редко встречающиеся до сегодняшнего дня 1,2,3-триазол-1-оксиды и 1,2,3,5-тетразины. Кроме того, в проекте запланировано получение малоизученных полиазотных полигетероциклических систем на основе 1,4-дигидробензо[e][1,2,4]триазинового каркаса, имеющих неспаренный электрон в гетероцикле (радикалы Блаттера), а также ранее неизвестных битетразольных структур бетаинового строения с разнесенными положительным и отрицательным зарядами. Особое значение в ходе выполнения проекта будет придаваться экологичности разрабатываемых методов синтеза, что подтверждается запланированным применением передового электрохимического оборудования ElectraSyn 2.0 для проведения ключевых стадий окисления с минимальной нагрузкой на окружающую среду. Ключевым достоинством проекта является его междисциплинарная направленность, поскольку все проводимые синтетические исследования в обязательном порядке будут сопровождаться комплексной оценкой прикладных свойств целевых соединений. Для высокоэнергетических материалов будет проводиться определение их физико-химических и детонационных параметров. Для флуоресцентных материалов в интересах органической электроники будет осуществляться оценка оптических и фотофизических параметров. Успешная реализация данного проекта позволит выявить наиболее перспективные направления исследований, определить зависимости «структура-свойство» в каждом из классов синтезируемых полиазотных гетероциклических систем и выбрать соединения-лидеры для их возможного применения в качестве органических материалов нового поколения.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ