|   Küldés emailben

„Lendület” Szupramolekuláris Kémiai Kutatócsoport

Kutatócsoport-vezető

Dr. Deák Andrea
Telefon: +36-1-3826-514
E-mail: deak.andrea-KUKAC-ttk.mta.hu


Munkatársak

Dr. Baranyai Péter tudományos munkatárs
Jobbágy Csaba tudományos segédmunkatárs

Kutatási területek

Csoportunk kutatómunkájának középpontjában az újfajta, érdekes tulajdonságú, arany(I) tartalmú anyagok tervezése, előállítása és jellemzése áll.

A szupramolekuláris kémia a biológiából vett molekuláris önszerveződés elvének felhasználásával a fizika, az elektronika, a kémiai technológia és nanotechnológia számára potenciálisan hasznos anyagokat képes létrehozni. A fémcentrumokból és szerves ligandumokból kialakított fémtartalmú szupramolekuláris szerkezetek sokféle érdekes és hasznos kémiai és fizikai tulajdonsággal rendelkeznek.

Csoportunk fő kutatási irányvonala, az új szintetikus módszerek (pl. szilárdfázisú mechanokémiai szintézis) kifejlesztése mellett, az általunk előállított fémtartalmú szupramolekulák szerkezetmeghatározása és spektroszkópiai jellemzése.

Különböző arany(I)-difoszfin építőelemekből kiindulva, az Au–X (X = P, N, O and S) datív és az aurofil Au···Au kölcsönhatások segítségével változatos szerkezetű (molekuláris csavart nyolcas, négyzet, súlyzó alakú koordinációs polimer, stb.) és tulajdonságú potenciálisan hasznosítható szupramolekuláris arany(I) komplexet állítottunk elő.

Célkitűzésünk az arany(I)-alapú szupramolekuláris rendszerek szokatlan tulajdonságainak felderítése és mélyebb értelmezése. Legújabb erőfeszítéseink olyan külső hatásokra válaszoló anyagok fejlesztésére irányulnak, melyek többféle külső hatásra (pl. hőmérséklet, fény, mechanikai nyomás vagy kémiai anyagok) is válaszolnak.

Külső hatásokra reagáló szupramolekuláris arany(I) komplexek

Ismeretes, hogy az élő anyagot felépítő molekulák nagyrésze képes megváltoztatni szerkezetét és működését a megváltozó külső környezeti körülmények hatására. Bár a természet modellként szolgálhat a külső hatásokra reagáló anyagok létrehozásában, azonban a különböző fizikai és kémiai hatásokra válaszoló új anyagok tervezése és előállítása így is komoly kihívás marad.

Különböző flexibilitású difoszfin (diphos) ligandumokat felhasználva olyan újszerű kétmagvú [Au2(diphos)2](X)2 komplexeket állítottunk elő és jellemeztünk, melyek többféle külső hatásra, pl. hőmérséklet, fény, nyomás vagy kémiai anyagok is válaszolnak. Megállapítottuk, hogy a külső hatásokra lejátszódó dinamikus fázisátalakulások (kristályos és amorf) következtében megváltozik ezeknek az arany(I)-alapú komplexeknek a szilárd fázisú fotolumineszcenciája. Kimutattuk, hogy az intramolekuláris aurofil és intermolekuláris nemkovalens kölcsönhatások (hidrogénkötés, π···π kölcsönhatás stb.) döntő szerepet játszanak ezeknek a kétmagvú arany(I)-difoszfin komplexek szerkezetének és lumineszcenciás tulajdonságainak a kialakításában. Ezek az anyagok potenciális felhasználást nyerhetnek optikai kapcsolók, adattárolók, kijelzők, biztonsági tinták valamint mechanikai és kémiai szenzorok kialakításában.

Kifejlesztettünk egy mechanikai nyomásra érzékeny fehér, kéken emittáló egymagvú Au(diphos)(X) komplexet, mely mechanikai nyomás hatására átalakul egy sárga, vörösen emittáló, intramolekuláris Au···Au kölcsönhatást tartalmazó kétmagvú formába. A külső hatásra létrejövő szín és emissziós színváltozás egy reverzibilis, a semleges és ionos formák között lejátszódó fázisalakulásnak (kristályos-amorf) tulajdonítható. Eredményeink hozzájárulnak az arany(I) komplexek mechanokróm illetve mechanokróm lumineszcenciás tulajdonságainak a mélyebb megértéséhez.

Egy másik, nagyméretű pórusokat nem tartalmazó [Au2(diphos)2](X)2 komplex termikus és kémiai úton előidézett egykristály-egykristály átalakulás során vendégmolekulákat képes kiengedni és megkötni. A vendégmolekulák megkötésének és kiengedésének a folyamatát újszerű mechanizmussal magyaráztuk. Ennek a nagyméretű pórusokat nem tartalmazó komplexnek a kristályszerkezete kellően stabil és ugyanakkor flexibilis, ahhoz, hogy a kristályszerkezete összeomlása nélkül megkössön és kiengedjen vendégmolekulákat. Ez az arany(I)-difoszfin a szén-dioxidot is képes elnyelni, megkötni majd irányított módon kiengedni. Eredményeink nagymértékben elősegíthetik a nemporózus anyagok vendégmolekula és gázmegkötő tulajdonságának pontosabb megértését.

Külső hatásokra reagáló dicianoaurát(I)-alapú többfémes Au−CN−M szerkezetek

Az irodalomban először alkalmaztunk szilárdfázisú mechanokémiai eljárást [Au(CN)2]-alapú többfémes komplexek előállítására. Az eltérő sajátságú fémcentrumokat tartalmazó többfémes szupramolekulák gyakran nagyon különleges szerkezettel és szokatlan tulajdonságokkal rendelkeznek. Az általunk tervezett, előállított és részletesen jellemzett dicianoaurát(I)-alapú Au−CN−M koordinációs polimerek (M = Me3Sn, Ph3Sn, Me2Sn, Ni, Co, Cu és Zn) aurofil kötésekkel összekapcsolt szerkezetekké szerveződnek és érdekes ioncsere és gázmegkötő tulajdonságokat mutatnak, valamint a külső hatásokra optikai és lumineszcens színváltozással válaszolnak.


Válogatott publikációk

Külső hatásokra reagáló szupramolekuláris arany(I) komplexek

Anion-, Solvent-, Temperature-, and Mechano-Responsive Photoluminescence in Gold(I) Diphosphine-Based Dimers
A. Deák, Cs. Jobbágy, G. Marsi, M. Molnár, Z. Szakács, P. Baranyai
Chem. Eur. J. 2015, 21, 11495–11508.

Mechano-induced reversible colour and luminescence switching of a gold(I)–diphosphine complex
P. Baranyai, G. Marsi, Cs. Jobbágy, A. Domján, L. Oláh, A. Deák
Dalton Trans. 2015, 44, 13455–13459.

Structural characterization of dinuclear gold(I) diphosphine complexes with anion-triggered luminescence
P. Baranyai, G. Marsi, A. Hamza, Cs. Jobbágy, A. Deák
Struct. Chem. 2015, 26, 1377–1387.

Stimuli-Responsive Dynamic Gold Complexes (Microreview)
Cs. Jobbágy, A. Deák
Eur. J. Inorg. Chem. 2014, 4434–4449.

A stimuli-responsive double-stranded digold(I) helicate
Cs. Jobbágy, M. Molnár, P. Baranyai, A. Hamza, G. Pálinkás, A. Deák
CrystEngComm 2014, 16, 3192–3202.

Mechanochemical synthesis of crystalline and amorphous digold(I) helicates exhibiting anion and phase-switchable luminescence properties
Cs. Jobbágy, M. Molnár, P. Baranyai, A. Deák
Dalton Trans. 2014, 43, 11807–11810.

Guest escape and uptake in nonporous crystals of a gold(I) macrocycle
A. Deák, T. Tunyogi, Z. Károly, Sz. Klébert, G. Pálinkás
J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 13627–13629.

Solvent-assisted spontaneous resolution of a 16-membered ring containing gold(I) showing short Au···Au aurophilic interaction and a figure-eight conformation
T. Tunyogi, A. Deák, G. Tárkányi, P. Király, G. Pálinkás
Inorg. Chem. 2008, 47, 2049–2055.

Self-assembly of gold(I) with diphosphine and bitopic nitrogen donor linkers in the presence of trifluoroacetate anion: formation of coordination polymer versus discrete macrocycle
A. Deák, T. Tunyogi, G. Tárkányi, P. Király, G. Pálinkás
CrystEngComm 2007, 9, 640–643.

Synthesis and solution- and solid-state characterization of gold(I) rings with short Au···Au interactions. Spontaneous resolution of a gold(I) complex
A. Deák, T. Megyes, G. Tárkányi, P. Király, L. Biczók, G. Pálinkás, P. J. Stang
J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 12668–12670.

Külső hatásokra reagáló dicianoaurát(I)-alapú többfémes Au−CN−M szerkezetek

Cyanide-bridged bimetallic multidimensional structures derived from organotin(IV) and dicyanoaurate building blocks: ion-exchange, luminescence and gas sorption properties
A. Deák, T. Tunyogi, Cs. Jobbágy, Z. Károly, P. Baranyai, G. Pálinkás
Gold Bulletin 2012, 45, 35–41.

A versatile solvent-free mechanochemical route to the synthesis of heterometallic dicyanoaurate-based coordination polymers
Cs. Jobbágy, T. Tunyogi, G. Pálinkás, A. Deák
Inorg. Chem. 2011, 50, 7301–7308.

Synthesis and structure of a cyanoaurate-based organotin polymer exhibiting unusual ion-exchange properties
A. Deák, T. Tunyogi, G. Pálinkás
J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 2815–2817.


Műszerek, berendezések

Retsch MM400 rázó-golyós malom
Hűthető-fűthető tárgyasztalú LINKAM DSC600 mikroszkóp
Edinburgh Instruments FLSP 920 időfelbontásos spektrofluoriméter

Együttműködések

  • MTA-SZTE Szupramolekuláris és Nanoszerkezetű Anyagok Kutatócsoport, Szeged
  • Dr. Pance Naumov csoportja, Smart Materials for Sustainable Future, New York University Abu Dhabi (Egyesült Arab Emírségek)