Synteza i charakterystyka kompleksów f-elektronowych z ligandami acyklicznymi oraz makrocyklicznymi o zróżnicowanej wielkości kieszeni koordynacyjnych

Abstract

Celem naukowym rozprawy doktorskiej jest projektowanie, synteza oraz charakterystyka kompleksów lantanowców(III) z ligandami acyklicznymi oraz makrocyklicznymi o różnych wielkościach kieszeni koordynacyjnych. Pierwsza publikacja przedstawia samoorganizację N3-donorowego liganda acyklicznego typu zasady Schiffa w obecności różnych soli lantanowców(III). W publikacji omówiono wpływ rodzaju przeciwjonu i kontrakcji lantanowców na motywy koordynacyjne w otrzymanych kompleksach, co jest ważne w racjonalnym projektowaniu związków f-elektronowych ze względu na korelacje struktury i właściwości. Druga, trzecia oraz czwarta publikacja dotyczy kompleksów lantanowców(III) z ligandami makrocyklicznymi ze zmiennymi jednostkami budulcowymi szkieletu makrocyklicznego (grupy alifatyczne, aromatyczne), atomami donorowymi w szkielecie liganda (atomy tlenu, azotu) oraz wielkościami kieszeni koordynacyjnych (N2O6, N3O4, N6). W publikacjach omówiono wpływ budowy liganda oraz rodzaju jonu metalu na różnorodność strukturalną otrzymanych związków kompleksowych, która przekłada się na ich właściwości optyczne. Prace przedstawiają, że odpowiedni dobór liganda makrocyklicznego oraz jonu lantanowca(III) pozwala na zaprojektowanie kompleksów wykazujących właściwości emisyjne w ciele stałym oraz właściwości fotoizomeryzacyjne w roztworze (dla kompleksów modyfikowanych azobenzenem).

The scientific objective of this doctoral dissertation is the design, synthesis, and characterization of lanthanide(III) complexes with acyclic and macrocyclic ligands with different coordination pocket sizes. The first publication presents the self-assembly of an N3-donor acyclic Schiff base ligand in the presence of various lanthanide(III) salts. The publication discusses the influence of the type of counterion and lanthanide contraction on the coordination motifs in the obtained complexes, which is important for the rational design of f-electron compounds due to structure-property correlations. The second, third, and fourth publications concern lanthanide(III) complexes with macrocyclic ligands with variable macrocyclic structural units (aliphatic, aromatic groups), donor atoms in the ligand skeleton (oxygen, nitrogen atoms) and coordination pocket sizes (N2O6, N3O4, N6). The publications discuss the influence of ligand structure and the type of metal ion on the structural diversity of the obtained complexes, which impact on their optical properties. The studies demonstrate that the appropriate selection of a macrocyclic ligand and a lanthanide(III) ion allow for the design of complexes exhibiting solid-state emission properties and photoisomerization properties in solution (for azobenzene-modified complexes).