Задачей “инженерии кристаллов” является целенаправленное создание супрамолекулярных структур путем “самосборки” готовых молекул. Поэтому, одно из наиболее актуальных направлений в “инженерии кристаллов” - это синтез структурных блоков, в которых заложена способность строить супрамолекулярные каркасы с определенной геометрией.
Самосборка молекулярных “строительных блоков” в кристалле управляется рядом факторов, из которых определяющее значение имеет структура самих “строительных блоков”. Определенные типы молекул проявляют склонность создавать каркасы, имеющие полости, подходящие для включения второго, “гостевого”, компонента. Понимание причин, приводящих к такой склонности – ключевая проблема дизайна молекул хозяев, пористых фаз и широкого спектра функциональных материалов.

До сих пор в супрамолекулярной химии в качестве “строительных блоков” использовались в основном только сравнительно простые b-дикетонаты. Они хорошо изучены в химии комплексов металлов и сравнительно легко доступны. Небольшой ассортимент b-дикетонов и, естественно, b-дикетонатов металлов связан с низким выходом (3-10%) конечных продуктов и ограниченным применением реакции Кляйзена для их получения. Разработанный в ЛОСС метод синтеза 1,3- и бис-1,3-дикетонов позволяет получать последние с высоким выходом (60-80%) и самой разнообразной структуры, что значительно расширяет не только число потенциальных “строительных блоков”, но и дает возможность получать последние с заранее заданными свойствами.

Представленный цикл работ посвящен синтезу 1,3- и бис-1,3-дикетонов и использованию хелатов металлов на их основе в качестве “строительных блоков” при создании новых супрамолекулярных материалов. Исследования, проведенные в этих работах, иллюстрируют новый принцип создания “гибких” цеолитоподобных каркасов. Пористость таких каркасов обусловлена образованием циклических координационносвязанных фрагментов, которые упаковываются в колонки, создавая каналы, могущие заполняться молекулами других соединения (гостем). Гибкость этих каркасов обусловлена подвижностью таких циклических фрагментов, связанных друг с другом относительно слабыми межмолекулярными взаимодействиями.

Наши работы впервые демонстрируют что этот путь можно использовать для создания пористых материалов, структура которых “гибкая”, т.е. способна реагировать сжатием (расширением) на удаление (поглощение) “гостя”. Предлагаемые работы выполнены совместно с ИНХ СОРАН им. А.В. Николаева и Институтом молекулярных исследований им. Стиси Национального исследовательского совета Канады (SIMS NRC).

1. D.V. Soldatov, G.D. Enright, A.S. Zanina and I.E. Sokolov.
Stabilization of Guest-Free Forms of Metal Dibenzoylmethanate Host Type Through Self-Inclusion of a Ligand Fragment Into the Intramolecular Pocket. Journal of Supramolecular Chemistry 2 (2002) 441–448.

2. D. V. Soldatov, A. S. Zanina, G. D. Enright, C. I. Ratcliffe and J. A. Ripmeester.
A New Bridging Chelating Ligand for Crystal Engineering: Synthesis, Polymorphism, and Two Modes
of Assembly of 1,4-Bis(3-phenyl-1,3-propanedion)benzene with Metal Cations Resulting in Either Discrete or
Polymeric Complexes. CRYSTAL GROWTH & DESIGN 2003 VOL.3, NO.6 1005-1013

3. D. V. Soldatov, J. A. Ripmeester, S. I. Shergina, I. E. Sokolov, A. S. Zanina, S. A. Gromilov and Yu. A. Dyadin.
a- and b-Bis(1,1,1-trifluoro-5,5-dimethyl-5-methoxyacetylacetonato)copper(II):
Transforming the Dense Polymorph into a Versatile New Microporous Framework. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 4179-4188.