kierownik zespołu:

mgr Michał Kołodziejski

Ideą tego projektu, jest zaprojektowanie, synteza i pełna charakterystyka spektralno-strukturalna nowej serii wieloskładnikowych, trójwymiarowych klatek organicznych, zawierających dynamiczne wiązanie iminowe. Uzyskana nowa generacja architektur klatkowych, wraz z wybranymi strukturami znanymi z literatury, będzie tworzyć bibliotekę architektur, dla których zbadana zostanie dynamika procesu samo-sortowania, selekcja boków budulcowych oraz transformacje strukturalne pod wpływem chemicznych lub fizycznych bodźców. Proponowany projekt zakłada innowacyjne podejście do iminowych związków klatkowych, koncentrujące się na dokładnej analizie dynamiki tego typu układów, co pozwoli na ich precyzyjne projektowanie i kontrolę właściwości strukturalnych, a co ważniejsze funkcji. Może się to bezpośrednio przełożyć na rozwój nowej generacji dynamicznych materiałów mających zastosowanie w nowoczesnych gałęziach nanochemii. Projekt jest podzielony na cztery główne etapy. Pierwszy z nich zakłada syntezę organicznych klatek iminowych z wcześniej niezbadanych dialdehydów i triamin, jako komponentów. Ten etap zawiera również rozwój nowych metod syntetycznych i optymalizację warunków dla efektywnego generowania klatkowych architektur iminowych. W drugim etapie badana jest dynamika selekcji komponentów. Ten etap pozwoli opisać preferencje poszczególnych bloków budulcowych względem selektywnego wiązania komponentów. Na tym etapie badane jest również przełączanie strukturalne iminowych systemów klatkowych pod wpływem zmian pH oraz wymiana dialdehydowych i triaminowych bloków budulcowych pod wpływem katalizatora aminowego. Trzeci etap zakłada przeprowadzenie zostanie szeregu eksperymentów badających selekcję komponentów wobec konkurencji pomiędzy strukturami iminowej klatki oraz iminowego makrocyklu. Czwarty etap to badanie preferencji wcześniej otrzymanych klatek iminowych w kierunku tworzenia kompleksów gość-gospodarz. Zrozumienie i dokładna analiza oddziaływań supramolekularnych sterujących procesami wiązania cząsteczki gościa, może pozwolić na zaprojektowanie selektywnych układów o fascynujących właściwościach i interesującym zastosowaniu (m.in. w katalizie, nanochemii, nanomedycynie). Skład dynamicznych blbiotek kombinatorycznych i badania nad selekcją będą charakteryzowanie przy pomocy spektroskopii NMR oraz analizy HPLC i LC-MS (dostępnych w CZT UAM). Związki klatkowe to architektury o ekscytujących właściwościach fizyko-chemicznych, które znalazły szerokie zastosowanie w wielu gałęziach nauki i przemysłu m.in. jako sensory, nośniki leków, w katalizie czy do izolazji i magazynowania gazów. Ze względu na rosnące zastosowanie architektur klatkowych, wprowadzenie wiązania odwracalnego (takiego jak iminowe) w ich strukturę znacząco zwiększy ich atrakcyjność. Ponadto ważną zaletą tego typu systemów jest zdolność do kontrolowania przekształceń strukturalnych wewnątrz biblioteki komponentów, pod wpływem bodźców fizycznych lub chemicznych (np. pH, światło). Proponowany projekt badawczy bierze pod uwagę obecne trendy w dziedzinie nanomateriałów i przyczyni się to wzbogacenia podstawowej wiedzy o zjawiskach kontrolujących proces samo-sortowania komponentów w trójwymiarowe, organiczne układy dynamiczne.