Тема: "Направленный синтез металлопорфиринов с улучшенными электрофизическими и фотоэлектрическими характеристиками» в рамках программы фундаментальных исследований РАН «Направленный синтез веществ с заданными свойствами и создание функциональных материалов на их основе" (Государственный контракт № 10002-251/П-09/129-134/260603-894 от 26.06.2003 и 15/04 от 11.05.2004). Основные проблемы: cинтез новых симметричных и несимметричных замещенных ацидопорфириновых комплексов высокозарядных катионов металлов; cинтез координационно ненасыщенных металлопорфиринов и количественное изучение реакции образования ими молекулярных комплексов с азотистыми моно- и бидентатными лигандами; нахождение веществ - компонентов фотоэлектрически и электрофизически активных материалов. Текущее состояние исследований: На основе общего метода синтеза ацидопорфириновых комплексов с использованием устойчивых соединений высокозарядных катионов металлов без необходимости предварительного получения неустойчивых солей двухвалентных металлов – классических комплексообразователей в химии порфиринов, проведена разработка оптимальных методик синтеза симметричных и несимметричных замещенных ацидопорфириновых комплексов высокозарядных катионов металлов. Проведен синтез комплексов диаминового типа с нейтральным порфириновым лигандом в первой координационно сфере из готового внутрикомплексного соединения - несимметричного марганец(III)порфирина. Оригинальные методики использованы для наработки твердых образцов соединений. Соединения предполагается использовать для получения молекулярных комплексов с различными донорами и акцепторами электронов, обладающих улучшенными электрофизическими и фотоэлектрическими свойствами. Тема: "Химия стабильных комплексов порфиринов в концентрированных кислотах и сверхкислотах" (№ госрегистрации 01.20.00 02544) Основные проблемы: количественное исследование реакций протонирования, диссоциации в концентрированных кислотах, координации нециклических лигандов стабильных металлопорфиринов; разработка основных положений реакционной способности стабильных металлопорфиринов и металлфталоцианинов в концентрированных кислотах и сверхкислотах, использование фундаментальных результатов для поиска очень устойчивых к агрессивным воздействиям полупроводников, катализаторов, компонентов сенсорных устройств. Текущее состояние исследований. Результаты по изучению прикладной химии порфиринов обобщены в виде главы в коллективную работу: Кузнецов Н. Т. (руководитель работы), Горбунова Ю. Г., Лапкина Л. А., Цивадзе А. Ю., Голубчиков О. А., Койфман О. И., Семейкин А. С., Березин Б. Д., Ломова Т. Н., Евстигнеева Р. П., Миронов А. Ф., Зефиров Н. С., Томилова Л. Г., Москалев П. Н., Валиотти А. Б. «Направленный синтез циклических тетрапиррольных соединений для технических целей», отмеченную премией Правительства РФ в области науки и техники 2002 года. С использованием синтезированных комплексов разработаны катализаторы электровосстановления кислорода и анодного окисления сернистого ангидрида, активаторы мембран для разделения газовых смесей, содержащих сероводород, материалы для тонкопленочных фотоэлектрических преобразователей, аналитические реагенты и химические реактивы. Разработан раздел химии координационных соединений с макроциклическими лигандами: определены типы комплексов и координационных связей в них, а также механизмы диссоциации для подгрупп алюминия, кремния, переходных элементов VIII группы и благородных металлов. Впервые проведено экспериментальное доказательство существования мономерных комплексов трехвалентной платины с лигандами, для которых в составе комплекса возможен внутримолекулярный перенос электронной плотности на атом-комплексообразователь, приводящий к стабилизации неустойчивой степени окисления платины 3+. Результат имеет принципиальную научную значимость для координационной химии, так как подтверждает возможность существования стабильных комплексов трехвалентной платины. Обнаружена и изучена новая реакция неполной диссоциации в твердой фазе внутрикомплексного соединения марганца(III) с несимметрично замещенным порфином с образованием комплекса диаминового типа (SAT комплекс). Это первый пример сверхстабильного по отношению к кислотам комплекса SAT структуры. Тема: "Донорно-акцепторные взаимодействия в элементарных реакциях синглетного молекулярного кислорода" (№ госрегистрации 01.20.00 02546) Основные проблемы: Реакции фталоцианинов с О2. Интермедиаты в реакциях присоединения О2(1Dg). Текущее состояние исследований. Реакции фталоцианинов с О2. Структурный фактор стабилизации сэндвичевых металлфталоцианинов в реакции окисления. Исследование фотокаталитических свойств дифталоцианина РЗЭ. Сравнительное изучение устойчивости комплексов тетрабензопорфиринов и фталоцианинов в реакции с О2. Изучение темновых реакций взаимодействия фталоцианинов с эндопероксидами тетрацена. Роль аксиальных взаимодействий в этом процессе. Интермедиаты в реакциях присоединения О2(1Dg). Изучение закономерностей реакции окисления мезопорфирина 1Х диметилового эфира синглетным кислородом. Обоснование нового механизма и механизма реакции [2 + 2] циклоприсоединения. Исследование природы интермедиата этих реакций на базе ранее развитых кинетических представлений. Исследование механизма влияния ДМСО на кинетику реакции [4 + 2] циклоприсоединения О2(1Dg).