Введение к работе
Актуальность работы. Бурное развитие германийорганической химии во второй половине прошлого столетия позволило значительно расширить теоретические представления в элементоорганической химии и показать применимость органических соединений германия для создания новых технологий и материалов с ценными техническими свойствами и специфической биологической активностью. Германийсодержащие мономеры, включающие от одной до нескольких этинильных групп, представляют несомненный интерес в органическом синтезе для получения множества новых классов соединений. Уникальное строение макроциклов указывает на возможность их использования в качестве ажурных сеток и комплексонов нового типа
Кремнийгерманийорганические дендримеры, обладающие сочетанием таких свойств, как высокая реакционная способность функциональных групп и химическая инертность молекулярного скелета, являются многообещающими объектами широких исследований, ставящих своей целью создание новых материалов, обладающих наномерной структурной организацией. Линейные кремнийгерманийсодержащие полимеры ацетиленового ряда перспективны для создания кремнекарбидных волокон и керамики, легированных металлическим германием. Не приходится сомневаться, что в ближайшее время будут найдены новые и неожиданные пути практического использования уже известных и особенно новых классов германийорганических соединений, что говорит об актуальности исследований в этом направлении.
Работа выполнена при поддержке Совета по грантам Президента Российской Федерации (грант № НШ-1129-2003.3 грант, № НШ-4575-2006.3 и грант № НШ-255-2008.3) и в рамках интеграционного проекта СО РАН «Создание новых углерод - кремниевых композитных материалов».
Целью наших исследований явилась разработка простых и эффективных методов синтеза ранее неизвестных германийсодержащих ацетиленовых макроциклов, линейных полимеров и дендримеров, а также их прекурсоров. Планировалось исследование их состава, строения, свойств и поиска путей практического применения.
Научная новизна и практическая значимость наших исследований заключается в создании новых классов весьма реакционноспособных германий- и кремнийгерманийсодержащих соединений ацетиленового ряда, перспективных для использования в качестве реагентов и синтонов в органическом и элементоорганическом синтезе, мономеров, макроциклов, полимеров, дендримеров и керамических материалов. Основным методом их синтеза явился магнийорганический синтез. Полученные данные позволили определить стерическую доступность атома германия для громоздких заместителей и показать их перспективность для конструирования новых германийорганических соединений.
Синтезированы циклогермасилэтины - первые представители макроциклических высоконенасыщенных кремнийгерманийуглеводородов, содержащие в своем составе один или два атома германия и от одного до трех атомов кремния, обрамленных метильными или ujo-пропильными группами.
Сконструированы трех- и четырехветочные дендримеры первой генерации, содержащие атомы кремния и германия в основной цепи и многочисленные связи -ОС-, защищенные на периферии триметилсилильными группами.
Проведено исследование полимера, сопутствующего образованию макроциклов, в качестве матрицы для создания новых кремийгерманийуглеводородньк материалов. При этом установлено, что термолиз перметилполигермасилэтина приводит к керамическим материалам, содержащим наночастицы металлического германия.
Апробация работы и публикации. Основные результаты работы представлены в 9 статьях в ведущих отечественных и зарубежных химических журналах, а также в тезисах 5 докладов на международных конференциях и всероссийском симпозиуме: Всероссийский симпозиум, "Химия органических соединений кремния и серы", Иркутск, 2001; International Conference "Organic Chemistry since Butlerov and Beilstein until present", S-Petersburg, 2006; International Symposium on Advanced Science in Organic Chemistry, Sudak, 2006; The 15-th International Symposium on Organosilicon Chemistry "Living world of Silicon Chemistry: centennial revisit, evolution, and renaissance", Korea, 2008.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 122 страницах машинописного текста, состоит из трех глав, которым предшествует введение. Первая глава является обзором литературы, посвященным синтезу и реакционной способности германийорганических мономеров ацетиленового ряда, макроциклическим и макролинейным кремнийгерманийуглеводородам. Вторая глава посвящена обсуждению собственных результатов, третья является экспериментальной частью диссертации. Завершается работа выводами и списком цитируемой литературы (197 ссылок).
