Автор: аспирант1го года обучения Жданова Ксения Александровна???: ?????? ????.????.??????? презентация

НА ОСНОВЕ МЕЗО-АРИЛЗАМЕЩЕННЫХ ПОРФИРИНОВ
在中位取代芳基卟啉的基础上建立纳米结构材料

Московский Государственный Университет Тонких Химических Технологий им. М.В. Ломоносова (МИТХТ)
以罗蒙诺索夫名字命名的莫斯科国立精细化工技术大学

и модификации
相对容易合成和改型
Химическая устойчивость
化学稳定性
Термическая устойчивость
热稳定性
Особые фотохимические свойства
特殊的光化学性质
Способность молекул порфиринов
к самосборке и самоорганизации
分子的自组装与自体能力

Проблема при создании наноматериалов и молекулярных приборов – нанесение супрамолекулярных структур на поверхность
建立纳米材料与分子器件的问题是在表面上施加超分子结构

单层
- Тонкие пленки
薄膜
- Наночастицы
纳米粒子
- Другое (ковалентное связывание с подложкой)
其它 (与基板共价结合)

помощью рационального дизайна и синтеза является областью активных исследований 积极研究的领域是开发借助合理设计与合成达到改善和优化非线性光学性质目标的材料。
2) Среди различных исследованных молекул, порфирины и их производные проявили большой потенциал для применения из-за их двумерных структур и уникальных электронных свойств 在各种被研究的分子中，卟啉及其派生物由于其具有的二维结构和独有的电子特性，而展现出很大的利用潜能。
3) В связи с этим особый интерес и актуальность приобретают вопросы химии синтетических амфифильных мезо-арилпорфиринов, содержащих как гидрофобные заместители, способствующие поверхностной иммобилизации молекул, придающие им мезогенные свойства, так и гидрофильные группы, которые можно подвергать разнообразным химическим превращениям и использовать как центры связывания с различными лигандами. 因此，含有疏水取代物的合成双亲中位芳基的化学问题具有特殊意义和现实性，它们可以促进分子表面固定并使其具有介晶性质，亲水基团可以造成各种化学变化，并作为不同配体的结合中心。
4) Пленки Ленгмюра-Блоджетт находят разнообразное практическое применение в различных областях науки и техники: в наноэлектронике (нанолитография, изолирующие и проводящие ультратонкие пленки, туннельные диэлектрики, элементная база молекулярной электроники, матрицы с полупроводниковыми наночастицами, матрицы для создания ультратонких слоев окислов металлов), в оптике, в прикладной химии (химия поверхности и поведения частиц на поверхности), в микромеханике (антифрикционные покрытия), в биологии - биосенсоры и датчики. LB膜可以在不同的科技领域中找到实际应用: 在纳米电子学中(纳米刻蚀、绝缘和导电的超薄薄膜、隧道绝缘体、分子电子元件、半导体纳米粒子矩阵、建立氧化金属超薄层的矩阵), 在光学领域, 在应用化学中(表面化学和粒子在表面的行为), 在微观力学中(抗摩擦涂层), 在生物学中-生物传感器和传感器。

эффективных подходов к синтезу амфифильных мезо-арилзамещенных порфиринов, изучение их структурообразующих и мезогенных свойств, а также изучение высокоорганизованных ультратонких пленок Ленгмюра-Блоджетт на основе полученных соединений. 工作目标是开发出合成双亲中位取代芳基卟啉的方法，研究其结构组成和介晶特性，在合成物的基础上研究高度组织的超薄LB薄膜。
Решаемые задачи 需要解决的任务:
Проведение методических изысканий по оптимизации известных и поиску новых подходов к синтезу симметричных и несимметричных амфифильных порфиринов, в том числе с потенциальными мезогенными свойствами 进行方法研究，优化已知的和寻找新的卟啉合成方法，包括带有潜在的 介晶特性;
Провести изучение физико-химических свойств полученных соединений с помощью современных методов анализа. 利用现代分析方法，进行取得化合物的物理化学性质研究；
Изучить способность полученных амфифильных молекул порфиринов к самосборке и самоорганизации при помощи доступных физико-химических методов, в том числе образование гетероагрегатов между разноименно заряженными структурами 用物理化学方法研究双亲卟啉分子自组装和自体的能力，包括在带电结构之间形成异性聚集体；
Изучение жидко-кристаллических свойствх и выявление новых мезогенных соединений среди амфифильных порфиринов симметричного и несимметричного ряда методом оптической поляризационной микроскопии, а также изучение на их основе пленок Ленгмюра-Блоджетт. 用光学偏光显微镜研究对称和非对称双亲卟啉的液晶特性和发现新的介晶化合物，并且在此基础上研究LB薄膜。

в химии тетрапирроллов, так и с помощью новых авторских подходов, направленных на увеличение выходов реакций и упрощение синтетических схем на основе ранее предложенного нами метода [Федулова И.Н., Брагина Н.А., Миронов А.Ф. // Биоорган. химия. 2007. Т.33, № 6. С. 1-5] . 使用注明的化学方法，并依靠旨在提高反应产出和简化合成的新方法 [费都洛娃 И.Н., 布拉吉娜 Н.А., 米罗诺夫 А.Ф. // 生物有机化学 2007. Т.33, № 6. 1-5页] .
Для увеличения выхода будет использован новый подход к проведению монопиррольной конденсации - синтез в смеси органических растворителей, который позволяет существенно повысить выходы реакции конденсации [Sun Z., She Y., Zhong R. //Front. Chem. Eng. China.-2008.-5 pp.]. 为提高产出将使用新方法进行单吡咯凝结，有机溶剂的合成与混合可以实质性提高凝结反应的产出[Sun Z., She Y., Zhong R. //Front. Chem. Eng. China.-2008.-5 pp.].
Для синтеза порфиринов, которые содержат полярные группы, в том числе водорастворимых, будет применяться и разрабатываться мицеллярный подход к проведению монопиррольной конденсации в водной среде.[Брагина Н.А., Мишкина К.А., Формировский К.А., Миронов А.Ф.//Макрогетероциклы. 2011. Т.4. №2. С.116-121]. 为了合成含有极性集团的卟啉，包括可溶于水的卟啉，将开发和使用在水中进行单吡咯凝结的胶束方法。[布拉吉娜 Н.А., 米什吉娜 К.А., 弗尔米洛夫斯基 К.А., 米罗诺夫 А.Ф.//宏观杂环. 2011. Т.4. №2. 116-121页].
Будет осуществляться разработка методов химической модификации порфиринов с введенными функциональными группами. 将开发对引入功能集团的卟啉进行化学改型的方法。

по термотропному мезоморфизму тетра(алкоксиарил)-
замещенных порфиринов с терминальными полярными группами
(по результатам оптической поляризационной микроскопии )
替代卟啉与终端极性集团的热致介晶数据（根据光学偏光显微镜得到的结果）

ZnО(СН2)5COОМе - процесс нагрева: Т = 168,7 0С при нажатии образуются структуры «листья папоротника» (исследования совместно с ИвГУ НИИ Наноматериалов)
ZnО(СН2)5COОМе - 加热过程: Т = 168,7 0С 在压制下形成了“蕨叶”结构 (与伊万诺沃国立大学纳米材料科研所联合研究)

终端集团的性质变化

烷基替代物的长度

烷基替代物连接形式的改变

分子中疏水残渣的数量变化

大环中金属的存在和性质

порфиринов в смеси растворителей
开发在混合溶剂中合成卟啉的方法
Разработка метода синтеза порфиринов в водно-мицеллярной среде
开发在水胶环境中合成卟啉的方法
Изучение свойств полученных соединений
研究所获取化合物的特性

R1=R2=R3= H, R4=NH2
R1=R2=R3=R4=NH2
R1=R2=R3=R4=OH
R1=O(CH2)nCH3 R2=R3=R4=NH2 , n=11, 13, 15
R1=NH2 R2=R3=R4=O(CH2)nCH3 ,n=11, 13, 15
R1=R2=R3=R4=H
R1=R2=R3=R4=OCOC13H27
R1=R2=R3=R4=O(CH2)nCOOCH3 n=5, 10
R1=R2=R3=R4=OCO(CF2)2CF3 n=5, 10
R1=O(CH2)13CH3 R2=R3=R4=O(CH2CH2O)3CH3

кристаллы без центра симметрии имеют наибольший потенциал как нелинейные оптические материалы. Блоки порфиринов соединены с соседними блоками межмолекулярными водородными связями O-H···O и O-H···N, что придает им асимметрию. 大部分以卟啉为基础的晶体材料都具有对称中心，但是没有对称中心的晶体作为非线性光学材料有更大的潜能。卟啉单元与分子间氢键合相连O-H···O 和 O-H···N, 使其不对称。

Vinodu, M.; Goldberg, I. CrystEngComm 2005, 7, 133–138.

Примеры создания наноматериалов на основе порфиринов
以卟啉为基础建立纳米材料

Электростатическое осаждение 20 слоев тригидроксифенилпорфирина с противоположно заряженным полиэтиленимином приводит к образованию монослоя с сильными нелинейно оптическими свойствами. 静电沉积20层三氧苯基卟啉，与带相反电荷的聚乙烯亚胺可以形成具有很强非线性光学特性的单层。

Jiang, L.; Lu, F.; Li, H.; Chang, Q.; Li, Y.; Liu, H.; Wang, S.; Song,Y.; Cui, G.; Wang, N.; He, X.; Zhu, D. J. Phys. Chem. B 2005, 109,6311–6315.

ячейки, преобразующей солнечную энергию
转化太阳能的光伏电池大致示意图

Фотовольтаическая ячейка на
основе ЖК порфиринов
以液晶卟啉为基础的光伏电池

Среди органических фотовольтаических материалов жидкие кристаллы используются в качестве нового типа полупроводников. Одна из главных причин этого: дискотичекие ЖК демонстрируют очень высокую подвижность зарядов, в тысячи раз выше аморфных органических полупроводников.
在有机光电材料中，液晶被当作新型半导体使用。一个主要的原因是，盘状晶体有很高的电荷流动性，比非晶态有机半导体高出几千倍。