Derivați stabili ai metalilenelor. De la design la aplicații
PCMetallylene PN-III-P4-ID-PCE-2016-0351


REZUMAT


Chimia metalilenelor, analogii grei ai carbenelor, a cunoscut un interes deosebit in ultima perioada, datorita progreselor facute in chimia organometalica, care au permis obtinerea si stabilizarea sililenelor, germilenelor si a stanilenelor, considerate in trecut specii exotice. Aceste specii prezinta importanta atat din punct de vedere fundamental, aducand contributii la cunoasterea chimiei elementelor blocului p, dar si datorita aplicatiilor in activarea moleculelor mici, in designul unor noi materiale semiconductoare sau a unor specii coordinative. Obiectivul major al proiectului consta in proiectarea si sinteza a noi analogi grei ai carbenelor stabilizati fie prin utilizarea de liganzi de tip “pincer” continand unitati donoare cu atomi de fosfor, sulf sau mixte, sau prin introducerea elementului :E(II) (E = Si, Ge, Sn) intr-un ciclu aromatic sau pseudoaromatic. Rezultatele preliminare obtinute de noi in chimia germilenelor si stanilenelor ne incurajeaza sa extindem aceste cercetari. Vom utiliza alaturi de liganzii “pincer” cu unitati sulfonilice si unii complet noi continand grupari sulfinil sau micsti cu unitati sulfonil-sulfinil dar vom proiecta si noi liganzi “pincer” pe baza de fosfor continand grupari donoare de tipul osfaviniliden-oxo-fosforanului. Pentru noii liganzi se va evalua influenta in stabilizarea metalilenelor. Capacitatea de coordinare, a metalilenelor nou proiectate, la fragmente continand metale tranzitionale va fi investigata precum si modalitatea de legare la alte specii de tip acid Lewis. Noii compusi vor fi complet caracterizati, nu numai prin metode fizico-chimice adecvate dar si prin studii computationale complexe, pentru a determina rolul si importanta tuturor factorilor implicati in stabilizarea lor. Avand în vedere experienta noastra in acest domeniu, precum si rezultatele promitatoare obtinute pana in prezent, suntem convinsi ca putem finaliza cu succes acest studiu, obtinand rezultatele scontate.

OBIECTIVE

Obiectivul O1:

Proiectarea și sinteza unor noi compuși, analogi grei ai carbenelor stabilizați prin i) coordinare intramoleculară prin intermediul unor noi liganzi de tip "pincer" sau prin ii) introducerea speciei >E(II) (E=Si, Ge, Sn) într-un ciclu aromatic sau pseudoaromatic.
Obiectivul O2: Proiectarea și sinteza unor noi compuși coordinativi. Având în vedere multiplele posibilități de coordinare a derivaților metalilenici la fragmente organometalice MLn, se preconizează ca aceștia să prezinte versatilitate chimică deosebită. Această proprietate conduce la dezvoltarea mai multor clase de combinații chimice în stare de coordinare joasă pentru care se vor evalua aspecte fundamentale privind proprietățile structurale și reactivitatea și totodata se vor evalua aspectele aplicative ale acestor compuși. Compușii noi obtinuși stabili la temperatura camerei vor fi testați pentru posibile aplicații biologice și catalitice.
Obiectivul O3: Caracterizarea completa a tuturor speciilor obținute prin metode fizico-chimice specifice (spectrometrie de masă, spectroscopie RMN, analiză elementală, analiza de difracție de raze X pe monocristal, etc) și prin metode computaționale (calcule DFT, analiza NBO si MO).



Rezultatele estimate, în acord cu obiectivele proiectului sunt:

3 rapoarte științifice (de cercetare) (unul pentru fiecare an al proiectului)
10 articole științifice (minim) publicate în reviste cu factor de impact, din care cel putin 6 vor fi publicate în reviste situate în top 50% (Q1+Q2), în concordanță cu scorul de influența (AIS) al revistelor.
6 participări la conferințe (minim)
4 stagii scurte de cercetare în laboratoare de prestigiu în domeniu (minim)
un raport științific final


Etapa 2017


Proiectarea şi caracterizarea de noi precursori de tip "pincer " sau aromatici conţinând un heteroelement.
Activități 2017:

A.1.1. Proiectarea şi sinteza unor noi liganzi de tip "pincer" şi a unor noi liganzi aromatici sau pseudoaromatici.
A.1.2. Purificarea şi caracterizarea noilor liganzi de tip "pincer" şi a celor heterociclici aromatici sau pseudoaromatici.
A.1.3. Managementul proiectului de cercetare.
A.1.4. Diseminarea rezultatelor cercetării.

Rezultate estimate etapa 2017: 2 articole cu factor de impact (din care minim 1 in Q1+Q2); 1 participare conferință (minim); 1 stagiu de cercetare (minim); 1 raport științific de etapă.

Rezultatele obținute au condus la publicarea sau trimiterea spre publicare a 3 articole științifice, participarea la o conferință internațională (workshop) și efectuarea a două stagii de cercetare, pe tema de cercetare a proiectului.

Etapa 2018


Sinteza, caracterizarea și studiul reactivității noilor metalilene și a combinațiilor acestora cu metale tranziționale sau alți acizi Lewis.
Activități 2018:

A.2.1. Sinteza și caracterizarea completă (fizico-chimică și computațională) a unor noi liganzi cu fosfor sau aromatici stabilizatori.
A.2.2. Design-ul și sinteza unor specii metalilenice utilizând liganzii obținuți
A.2.3. Purificarea și caracterizarea noilor metalilene.
A.2.4. Studiul reactivității metalilenelor nou obținute prin coordinare la fragmente conținând metale tranziționale sau prin adiție la alte specii care manifestă caracter de acid Lewis.
A.2.5. Managementul proiectului de cercetare.
A.2.6. Diseminarea rezultatelor cercetării.

Rezultate estimate etapa 2018: (minim) 4 articole cu factor de impact (din care minim 3 in Q1+Q2), (minim) 3 participări în conferințe importante în domeniu, (minim) 2 stagii de cercetare, 1 raport științific de etapă .

Etapa 2019


Studii de stabilitate asupra metalilenelor și a speciilor complexe ce includ metalilene și realizarea unor studii preliminare privind activitatea catalitica și biologică a acestora.
Activități 2019:

A3.1. Purificarea și caracterizarea fizico-chimică și structurală a metalilenelor și a speciilor complexe ce includ metalilene.
A.3.2. Studii preliminare privind activitatea catalitică și biologică a noilor metalilene și a speciilor complexe obținute prin coordinarea metalilenelor la metale tranziționale.
A.3.3. Managementul proiectului de cercetare.
A.3.4. Diseminarea rezultatelor cercetării.

Rezultate estimate etapa 2019: (minim) 4 articole cu factor de impact (din care minim 3 in Q1+Q2), (minim) 2 participări în conferințe importante în domeniu, (minim) 1 stagiu de cercetare, 1 raport științific de etapă, 1 raport final .

Rezultate 2017
Rezultate 2018
Rezultate 2019
Dotări