Chirálne zlúčeniny prechodných prvkov so zameraním na vanád: interakcia experimentu a teórie pri syntéze a charakterizácii.

Abstrakt: 

Projekt je zameraný na syntézu stereochemicky významných zlúčenín prechodných prvkov, najmä vanádu, predovšetkým chirálnych, a štúdium korelácie medzi ich molekulovou a supramolekulovou štruktúrou a spektrálnymi vlastnosťami s využitím techník štúdia vzoriek v tuhom stave (RTG štruktúrna analýza, infračervená a Ramanova spektroskopia) a v roztoku (NMR, Ramanova, UV-vis spektroskopia). Zvláštny dôraz bude kladený na využitie chiroptických metód, najmä VCD a ECD spektroskopie a polarimetrie tak, aby bolo možné určiť konfiguráciu stereogénnych centier aj bez použitia RTG štruktúrnej analýzy. Experimentálna charakterizácia, ale i plánovanie experimentov bude vhodne doplnené teoretickými štúdiami. Pripravené látky a výsledky výskumu možno využiť pri stereoselektívnej katalýze a príprave materiálov s neobvyklými, ale žiadanými spektrálnymi
vlastnosťami.

Odbor: 
Chemická Fyzika
Vedecká časť: 

Výskum zameriame najmä na nasledujúce oblasti:
Stereoselektivitu tvorby komplexov vanádu – teda závislosť zloženia a stereochémie komplexov vanádu od formy ligandu (chirálny neracemický, racemický, mezo);
Prenos chirality na zlúčeniny vanádu (alebo vyvolanie žiadanej chirality na atóme V) zavedením chirálnych organických ligandov;
Použitie chirálnych templátov ako činidiel na získanie chirálnych zlúčenín vanádu s určitou konfiguráciou vo forme diastereomérnych solí;
Štúdium polyoxidometalátov, najmä V(V), ale i Mo(VI) a W(VI) ako i štúdium supramolekulárnych interakcií v pripravených zlúčeninách a využitie získaných poznatkov pri ďalších syntézach metódami kryštálového inžinierstva.
Determináciu širšieho spektra prirodzených a indukovaných chiroptických vlastností za účelom identifikácie systematických trendov a/alebo potenciálneho technologického využitia.
Experimentálny výskum bude kombinovaný s rozsiahlymi kvantovochemickými výpočtami, ktoré budú mať nielen vysvetľujúcu a interpretačnú úlohu. V maximálnej možnej miere, ktorú umožnia súčasné kvantovochemické nástroje, zapojíme výpočty už do plánovania jednotlivých syntéz, pričom očakávame, že nám pomôžu orientovať experiment smerom k molekulám s očakávanými vlastnosťami. V neposlednom rade, súčasný stav v oblasti teoretických prístupov aplikovateľných na komplexy prechodných kovov sa nedá vôbec považovať za uzavrený a vývoj metód v tejto oblasti bude taktiež stredobodom nášho záujmu.

Socioekonomický a technologický dopad: 

Tento typ projektu nevyžaduje okamžitý realizačný výstup v praxi.

Technická časť: 

Testovacie vypocty programami ComBra, DIRCCR12OS popripade gaussian

Prepojenie s grantovými úlohami: 
VEGA project no. 1/0336/13 The Slovak Research and Development Agency (APVV-0510-12)
Spolufinancovanie: 
3 000.00
Výstupy: 
Mária Šimuneková, Peter Schwendt, Róbert Gyepes, Ján Šimunek, Juraj Filo, Marek Bujdoš, Jozef Tatiersky: Polyhedron: 2019, 167, 62–68
Stanislav Kedžuch, Ján Šimunek, Matej Veis, and Jozef Noga: J. Chem. Theory Comput. 2020, 16, 7372−7380