Уральские химики придумали молекулярный наноконструктор

Российские ученые освоили новый, экологичный способ производства терпиридинов — перспективных материалов, служащих «строительными блоками» в материаловедении и координационной химии.


Исследователи из Южно-Уральского госуниверситета с коллегами из УрФУ и УрО РАН изучили молекулярную структуру перспективного азотсодержащего органического соединения. Они исследовали строение 1,1′-(2,6-пиридиндиил)бис[6,7-дигидро-4-(4-метоксифенил)-5H-циклопента[c]пиридина. Эта молекула относится к классу терпиридинов, служащих ключевыми «строительными блоками» в материаловедении и координационной химии, сообщили в пресс-службе челябинского вуза.

Такие молекулы похожи на птицу или на строительную конструкцию, где роль балки или туловища в центре играет пиридиновое кольцо, а два крыла в свою очередь состоят из других сложных соединений колец. Ранее это соединение получали кипячением смеси в токсичном органическом растворителе – 1,4-диоксане – в течение шести часов. 


Теперь же группа ученых предложила использовать более экологичный метод PASE (Pot, Atom, and Step Economy), и токсичный растворитель не понадобился. При этом время реакции уменьшилось до 3 часов, а выход продукта составил 52%, что намного лучше прежней технологии.

Рассмотрев результат с помощью рентгеноструктурного анализа РСА, ученые обнаружили, что молекулы образуют димеры – пары, в которых они располагаются «голова к голове».

По словам исследователей, современные нанотехнологии позволяют создавать функциональные материалы под конкретные задачи. Вот и терпиридины, как и их соединения с металлами выглядят перспективными строительными блоками для создания органических светодиодов, материалов для органических солнечных батарей и тонкопленочных транзисторов, благодаря их способности к эффективной люминесценции и переносу заряда.

Их способность связываться с ионами металлов и при этом менять оптические свойства, делает такие «блоки» потенциальным ресурсом для создания высокочувствительных оптико-химических датчиков. Наконец, они дают перспективу создания биомаркеров для применения в онкомедицине.

Работа выполнена в рамках проекта Российского научного фонда и опубликована в «Вестнике ЮУрГУ», в серии «Химия».