Obiectivul principal al proiectului îl reprezintă sinteza și caracterizarea de noi compuși conținând unitățile P=C-P=E sau P=C=P=E (E=calcogen) stabilizate cu diferite grupări organice la nivelul atomilor de fosfor și utilizarea lor ca liganzi conectați fie la două fragmente metalice diferite, fie la două metale din blocul d sau un metal din blocul d și un metal sau semimetal din grupa 14. Difosfapropenele, având un atom de fosfor trivalent dicoordinat și un atom de calcogen, au două posibilități de a forma compuși coordinativi, prin perechile de electroni neparticipante ale atomilor menționați. Ne așteptăm ca aceștia să poată coordina la fragmente metalice selectiv, în funcție de caracterul ”hard” al metalului tranzițional, prin unul sau celălalt atom. Prin atenta alegere a metalului s-ar putea obține specii cu două metale diferite, sau cu un metal și un semimetal din grupa 14 (Si, Ge, Sn). De exemplu, preferința fragmentelor de aur de a coordina atât la atomi de sulf cât și fosfor este bine cunoscută, în schimb formarea de legături cu oxigenul este mai puțin favorizată. Pe de altă parte, dacă la unitatea fosfaalchenil este legat un atom de oxigen, coordinarea acestora la fragmente metalice de Fe sau Co poate fi favorizată. Deși în literatura de specialitate sunt descriși o serie de compuși care subliniază proprietățiile coordinative ale acestei clase de difosfapropene, până în momentul de față nu sunt raportați compuși metalici coordinativi micști conținând această clasă de liganzi. Mai mult, în funcție de natura metalului (sau a semimetalului) coordinat la ligandul difosfapropenic, se pot modula proprietățile compușilor coordinativi pentru obținerea de derivați cu posibilă activitate biologică.

Rezultatele cercetării vor fi concretizate prin publicarea a minim 4 articole științifice în jurnale de specialitate indexate în top 50%, zona roșie sau galbenă după scorul relativ de influență. Participarea la conferințe în domeniul chimiei organometalice și coordinative (2 participări) este de asemenea prevăzută în ultimiii 2 ani de desfășurare a proiectului. Activitatea de cercetare desfășurată va fi detaliată prin raportări anuale (3 raportări de activitate științifică).

Sinteza și caracterizarea unor noi compuși conținând unitatea P=C-P=E cu calcogeni (O,S,Se) stabilizați cu diferite grupări organice și caracterizarea acestora. (Obiectivul 1, partea I; obiectivul se continuă în etapa 2).

Activități 2020:

A.1.1. Design-ul unor noi compuși difosfapropenici; realizarea unor arhitecturi moleculare noi conținând fragmentul P=C-P=E utilizând informațiile existente în literatura de specialitate.
A.1.2. Studiu computațional prin metode DFT al unor sisteme conținând unitatea P=C-P(=E) (evaluarea stabilității și a caracteristicilor electronice, în funcție de natura calcogenului și a grupărilor organice R inserate în sistemele studiate.

Rezultate estimate etapa 2020:1 raport științific de etapă, realizarea site-ului proiectului.

Rezumatul etapei 2020:

În etapa 2020 s-au realizat activităţi ştiinţifice aferente activităţilor A1.1. si A.1.2. şi anume un studiu de literatură care, coroborat cu experinţa membrilor echipei în domeniu, a condus la proiectarea unor derivați difosfaalchenilici care pot prezenta stabilitate și prin multiplele posibilități de coordinare pot conduce la doi derivați coordinativi mono-, di- sau multinucleari cu proprietăți controlate. De asemenea s-au sintetizat și caracterizat 2 compuși difosfapropenici, posibili precursori pentru sisteme difosfaalenice și liganzi la metale tranziționale, utilizând (și adaptând) metodele descrise în literatura de specialitate. Pe de alta parte s-a inceput analiza DFT pentru determinarea parametrilor geometrici și a distribuţiei electronice.

Rezultate obținute etapa 2020:

(a) Raport de activitate tehnico-științific

(b) Realizarea site-ului proiectului.

Sinteza și caracterizarea unor noi compuși conținând unitatea P=C-P=E cu calcogeni (O,S,Se) stabilizați cu diferite grupări organice și caracterizarea acestora (Obiectivul 1, partea II); Studiul compușilor difosfapropenici ca precursori pentru specii cumulenice prentru aprofundarea cunoștințelor fundamentale asupra difosfaalenelor (Obiectivul 2); Obținerea de compuși coordinativi cu unități difosfapropenice sau difosfaalenice coordinate la două metale diferite din blocul d sau la două fragmente metalice din blocul d și p (Obiectivul 3, partea I, obiectivul de continuă în Etapa 3).

Activități 2021:

A.2.1. Sinteza, separarea și caracterizarea fizico-chimică a derivaților conținând unitatea P=C-P(=E).
A.2.2. Sinteza de compuși coordinativi cu liganzi difosfapropenici sau difosfalenici conectați la metale tranziționale sau conținând un metal tranzițional și un metal/semimetal din grupa 14.
A.2.3. Studiu DFT asupra derivaților coordinativi ai difosfapropenelor. Analiza conformațională și studiul privind formarea și tăria legăturii chimice.

Rezultate estimate etapa 2021: Raport de activitate tehnico-științific, 2 articole științifice publicate sau acceptate spre publicare în reviste indexate în top 50 %, participarea unui membru din echipa proiectului la o conferința în domeniu; completarea site-ului proiectului de cercetare.

Rezumatul etapei 2021:

O parte din rezultatele etapei 2021 (studii comparative privind reactivitatea unor sisteme mono și difosfaalchenilice față de derivați litiuorganici) au fost publicate iar o alta parte importantă (studiile privind evaluarea capacității de coordinare) sunt în curs de rafinare în vederea publicării.
În etapa 2021, pentru îndeplinirea obiectivelor proiectului de cercetare, s-au realizat toate etapele științifice prevăzute în activităţile A2.1, A2.2 și A.2.3 şi anume: sinteza și caracterizarea unor noi compuși conținând unitatea P=C-P=E cu calcogeni (O,S,Se) stabilizați cu diferite grupări organice și caracterizarea acestora; studiul compușilor difosfapropenici ca precursori pentru specii cumulenice pentru aprofundarea cunoștințelor fundamentale asupra difosfaalenelor (prin testarea reactivității față de derivați litiați a difosfapropenelor obținute); Obținerea de compuși coordinativi cu unități difosfapropenice sau difosfaalenice coordinate la două metale diferite din blocul d sau la două fragmente metalice din blocul d și p. În acest scop au fost obținuți compuși coordinativi cu Au, Cu, Fe, Ni, Zn, Pd folosind ca liganzi derivați fosfapropenici. Trebuie menționat că rezultatele privind modul de coordinare a difosfapropenelor la metale d abundente (Cu, Ni, Zn) nu au mai fost raportate până în prezent în literatura de specialitate.
Pentru completarea studiului de caracterizare a speciilor noi obținute s-au folosit metode computaționale pentru determinarea in silico a capacității de coordinare a derivaților difosfapropenici. În acestă etapă, scopul principal a fost de a proiecta noi specii difosfapropenice, de a sintetiza și caracteriza astfel de specii. O activitate importantă a fost și aceea de a găsi cele mai eficiente metode de stabilizare a acestor specii, în vederea utilizării lor ca și liganzi în compuși coordinativi.

Rezultate obținute etapa 2021:

(a) Raport de activitate tehnico-științific.

(b) Articole științifice publicate sau acceptate spre publicare:

1. The modulation of 9-Chloro-9-Phosphaalkenylchloro-9-Germafluorene reactivity through organolithium reagents, Lavinia Buta, Raluca Septelean*, Albert Soran, Iulia-Andreea Aghion, Ionut-Tudor Moraru, Gabriela Nemes, Polyhedron, 2021, vol 210, available online DOI 10.1016/j.poly.2021.115505.

(c) Participare la conferințe:
1. Sinteza și Reactivitatea Unor Noi Derivați Fosfaalchenilici de Tipul P=C-P=Y , R. Septelean, A. Aghion, G. Nemes, Zilele Academice Clujene – 2021, 21-22 octombrie 2021, Cluj-Napoca, prezentare orala.

(d) Completarea site-ului proiectului de cercetare.

Obținerea de compuși coordinativi cu unități difosfapropenice sau difosfaalenice coordinate la două metale diferite din blocul d sau la două fragmente metalice din blocul d și p (Obiectivul 3, partea II); Studii preliminare urmărind activitatea biologică a compușilor conținând unitățile P=C-P=E sau P=C=P=E nou obținuți (Obiectiv 4).

Activități 2022:

A.3.1. Caracterizarea structurală completă a tuturor compușilor coordinativi obținuți, prin metode fizico-chimice specifice (RMN, MS, difracție de raze X, UV-VIS, IR etc.)
A.3.2. Studii preliminare privind activitatea biologică a compușilor coordinativi nou obținuți.

Rezultate estimate etapa 2022: Raport de activitate tehnico-științific, 2 articole științifice publicate sau acceptate spre publicare în reviste indexate în top 50 %, participarea participarea unui membru din echipa proiectului la o conferința în domeniu. Completarea site-ului proiectului de cercetare.

Rezumatul etapei 2022:

Etapa 2022 a avut ca principal obiectiv obținerea de compuși coordinativi cu unități difosfapropenice sau difosfaalenice coordinate la două metale diferite din blocul d sau la două fragmente metalice din blocul d și p precum şi realizarea unor studii preliminare urmărind activitatea biologică a compușilor conținând unitățile P=C-P=E sau P=C=P=E nou obținuți. În acestă etapă au fost obținuți și caracterizați noi compuși difosfapropenici utilizați ca liganzi și s-a evaluat capacitatea lor de coordinare la metale cum ar fi staniu, germaniu și aur. Compușii obținuți au fost caracterizați într-o primă etapă prin spectroscopie RMN. Studiul capacității de coordinare al derivaților fosfaalchenici a fost completat prin sinteza unor derivați care conțin unitatea P=C-Ge și fragmente de metale tranziționale. În acest scop au fost sintetizați și complet caracterizați o serie de complecși de Au și Pd cu liganzi fosfa- și difosfaalchenici. Rezultatele complete ale acestui studiu au fost publicate într-un articol științific apărut anul acesta în revista POLYHEDRON (Novel coordination compounds featuring 9-chloro-9-phosphaalkenylchloro-9-germafluorene ligands, N. Deak, R. Septelean, L. Buta, I-T Moraru, I-A. Cretoiu, A. Soran, G. Nemes, Polyhedron, Volume 221, 15 July 2022, 115866). Rezultatele ştiinţifice obținute au fost diseminate pe parcursul etapei 2022 prin participarea a doi membri ai echipei de cercetare la o conferință internațională în domeniu: 8th INTERNATIONAL CONFERENCE ON NEW TRENDS IN CHEMISTRY, 16-18 mai, în Famagusta, Cipru de Nord prin posterele: Novel 1,3-Diphosphapropenes And Their Use As Ligands Towards Transition Metal Fragments, Iulia-Andreea Aghion, Raluca-Anamaria Șeptelean, Gabriela-Nicoleta Nemeș și Reactivity Of 9-Chloro-9-Phosphaalkenylchloro-9-Germafluorene Towards Lithium Reagents, Raluca-Anamaria Șeptelean, Iulia-Andreea Aghion, Gabriela-Nicoleta Nemeș. Pentru a determina activitatea antibacteriană a compușilor de tipul Mes*P=C(Cl)-P(X)Ph2 unde X poate fi un atom de S sau O (Obiectivul O4) s-a folosit într-o primă etapă, metoda difuzimetrică pe celule de tip E-Coli.

Rezultate obținute etapa 2022:

(a) Raport de activitate tehnico-științific

(b) Articole științifice publicate sau acceptate spre publicare:

1. Novel coordination compounds featuring 9-chloro-9-phosphaalkenylchloro-9-germafluorene ligands, Noemi Deak, Raluca Septelean, Lavinia Buta, Ionut-Tudor Moraru, Iulia-Andreea Cretoiu, Albert Soran, Gabriela Nemes, Polyhedron, 2022, vol 221, available online DOI 10.1016/j.poly.2022.115866.

(c) Participare la conferințe:
1. Novel 1,3-diphosphapropenes and their use as ligands towards transition metal fragments, Iulia Andreea Aghion, Raluca Anamaria Septelean, Gabriela-Nicoleta Nemes, International Conference on New Trends in Chemistry, 16-18 mai, 2022, Famagusta, Cipru, poster.

2. Reactivity of 9-Chloro-Phosphaalkenyl-9-Germafluorene towards Lithium Reagents, Raluca Anamaria Septelean, Iulia Andreea Aghion, Gabriela-Nicoleta Nemes, International Conference on New Trends in Chemistry, 16-18 mai, 2022, Famagusta, Cipru, poster.

(d) Completarea site-ului proiectului de cercetare.