Химики РУДН создали необычные магнитные и люминесцентные соединения на основе лантаноидов и силоксанов
Металлосилсесквиоксаны (CLMS) — сложные органо-неорганические соединения, в которых связаны между собой атомы углерода, кремния и металла. С точки зрения структурной химии эти вещества интересны тем, что их молекулы могут выстраиваться в разнообразные трехмерные конструкции, или каркасы. Физические свойства, которые появляются у силсесквиоксанов благодаря структуре каркасов и природе металлов, позволяют применять их, например, в катализе — для ускорения важных процессов органического синтеза. Химики РУДН получили четыре новых металлосилсесквиоксана, для которых впервые были изучены свойства люминесценции и магнетизма.
Химики получили силсесквиоксаны на основе тербия и европия — металлов из группы лантаноидов. Лантаноиды важны тем, что их соединения проявляют интересные магнитные свойства (например, для создания контрастных агентов в медицинской диагностике) и оптические свойства (на основе лантаноидов могут быть созданы электролюминесцентные устройства). Однако, эти интересные свойства никогда не изучались на примере каркасных силсесквиоксанов, содержащих атомы лантаноидов. Полученные химиками РУДН силсесквиоксаны обладают необычной структурой, не похожей на ранее известные типы металлосилсесквиоксанов — их каркас напоминает призму, в центре которой располагаются четыре атома лантаноида. Этот центральный слой координируют два циклических силсесвиоксановых фрагмента, молекулы растворителей и органические (фосфор- или азотсодержащие) катионы. Важно, что синтезированные соединения тербия — первые примеры силсесквиоксанов, содержащих этот металл.
«До сих пор были известны только два типа лантанидных CLMS, строение которых было доказано рентгеноструктурными исследованиями. В первом случае — это кубановые силоксановые каркасы, содержащие в одной вершине такого куба атомы лантаноидов. Второй тип — „сэндвичи“ из двух силоксановых фрагментов, между которыми „зажат“ центральный пояс с ионами лантаноидов и щелочных металлов. Эти соединения рассматривались только как интересные структуры и модели каталитических систем. Их оптические и магнитные свойства никогда не изучались», — кандидат химических наук Алексей Биляченко, заместитель директора объединенного института химических исследований РУДН.
Химики получили новые соединения по двухстадийной реакции. На первой стадии синтезировали реакционноспособное вещество — фенилсилоксанолят натрия. На второй стадии это соединение в присутствии органических катионов образовывает упорядоченную структуру с атомами лантаноидов — проходила реакция «самосборки». С помощью рентгеноструктурного анализа была установлена структура продуктов. Четырехзвенные силоксановые циклы, входящие в состав каркасов, раньше встречались только в двух структурах CLMS — каркасах на основе титана и кобальта — и никогда прежде для любых других металлов.
С помощью магнетометра были впервые детально изучены магнитные свойства лантанидсилсеквиоксанов. Оказалось, например, что одно из соединений (комплекс с тербием) демонстрирует магнитный фазовый эффект, когда антиферромагнетик становится ферромагнетиком.
Чтобы изучить оптические свойства соединений, ученые РУДН подвергали их фотовозбуждению при воздействии ультрафиолета или видимого (синего) светом. Соединения демонстрируют характерную люминесценцию — красное свечение для соединений европия и зеленое — для соединений тербия. Таким образом, новые соединения оказались первыми примерами CLMS с детально изученными магнитными и люминесцентными свойствами.
Результаты опубликованы в Chemistry — A European Journal
Коллектив учёных факультета физико-математических и естественных наук РУДН под руководством доктора химических наук, доцента кафедры органической химии Фёдора Ивановича Зубкова стал победителем конкурса Российского научного фонда. Проект «Рутениевые катализаторы метатезиса олефинов, стабильные в протонных растворителях» получит финансирование на
В июне в Минске прошла серия мероприятий Шанхайской организации сотрудничества, ключевым из которых стало X Совещание министров образования государств — членов ШОС. Также там состоялись Форум молодых учёных и II Инновационный лагерь аспирантов «Китай — ШОС». Делегация РУДН представила доклады по актуальным направлениям современной науки — от медицинской диагностики и искусственного интеллекта до устойчивого развития сельского хозяйства и микрофлюидных технологий.
На кафедре теории вероятностей и кибербезопасности факультета физико-математических и естественных наук РУДН реализуется научный проект, направленный на решение ключевых проблем будущих поколений мобильной связи.