Ученые Томского политеха получили нековалентный органический каркас на основе цвиттер-ионных иодониевых солей. Иодониевые соли впервые были применены как структурный элемент для создания каркаса, который показал высокую стабильность и возможность сорбции и десорбции воды. Результаты исследований опубликованы в журнале Chemical Science (Q1, IF:9,346).
Получение нековалентного органического каркаса — продолжение цикла работ по синтезу диарилиодониевых солей и их применению в химии материалов. Ученые Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ проводят его совместно с коллегами из университетов США, Великобритании, Испании, Японии, Санкт-Петербурга. Сами по себе иодониевые соли являются незаменимыми реагентами в синтезе сложных природных соединений и применяются для функционализации органических молекул.
Для получения нековалентного органического каркаса группа ученых синтезировала цвиттер-ионную иодониевую соль. Цвиттер-ионные соединения отличаются тем, что они в целом нейтральны, но при этом одновременно содержат положительно и отрицательно заряженные фрагменты. Такое строение позволяет молекулам «собираться» в супрамолекулярные структуры сложного строения, однако формирование пористых структур до сих пор не обнаруживалось.
«В нашем эксперименте цвиттер-ионные иодониевые соли выступили в качестве доноров, или источников галогенных связей. Положительно заряженная частица одной молекулы взаимодействует с отрицательно заряженным фрагментом другой, образуя полимерную пространственную структуру, напоминающую соты, — нековалентный органический каркас», — комментирует один из авторов статьи, доцент Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Наталья Солдатова.
Нековалентные органические каркасы, полученные с использованием цвиттер-ионных солей, имеют два важных свойства: стабильность и способность к обратимой сорбции. Устойчивость каркаса обеспечивается галогенными связями.
«Нековалентные органические каркасы на основе иодониевых солей являются перспективными материалами для техники и технологии. Химия данных соединений находится только в начале своего пути, и определенно данные разработки привлекут большое внимание исследователей», — рассказывает о перспективах исследования руководитель проекта, доцент Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Павел Постников.
Исследование проводилось при поддержке Российского научного фонда в лаборатории «Невалентные взаимодействия в химии материалов», организованной при поддержке 220-го постановления Правительства РФ.