The role of supramolecular interactions in the architecture of solid phase containing one or more components  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
100801
Type K
Principal investigator Bombicz, Petra
Title in Hungarian A szupramolekuláris kölcsönhatások szerepe egy- és többkomponensű szilárd fázisú rendszerek felépítésében
Title in English The role of supramolecular interactions in the architecture of solid phase containing one or more components
Keywords in Hungarian szupramolekuláris kémia, intermolekuláris kölcsönhatások, kristály mérnökség, polimorfia-izostrukturalitás, egykristály diffrakció
Keywords in English supramolecular chemistry, intermolecular interactions, crystal engineeing, polymorphy-isostructurality, single crystal diffraction
Discipline
Physical Chemistry and Theoretical Chemistry (Council of Physical Sciences)100 %
Ortelius classification: Physical chemistry
Panel Chemistry 1
Department or equivalent Institute of Organic Chemistry (Research Center of Natural Sciences)
Participants Holczbauer, Tamás
Kálmán, Alajos
May, Nóra Veronika
Starting date 2012-03-01
Closing date 2016-08-31
Funding (in million HUF) 12.361
FTE (full time equivalent) 6.23
state closed project
Summary in Hungarian
Az egy- ill. többfajta molekulából is szerveződő rendszerekben a nem-kovalens kölcsönhatások vizsgálata a molekuláris méretek alatti tartományba vezet. Célunk új, egyre nagyobb mértékben előre meghatározható tulajdonságú, szupramolekuláris anyagok szisztematikus tervezése. Kutatásunk az intermolekuláris kölcsönhatásoknak, és ezeknek a molekulák szilárd fázisban való elrendeződésére gyakorolt hatásának mélyebb megértését teszi lehetővé, melynek a gyógyszer-, a biológiai-, kémiai- és anyagtudományokban egyaránt jelentősége van. Négy vegyületcsoportot vonunk be a vizsgálatokba: kalixarének és kerék-tengely típusú szerves ill. fémorganikus gazdák zárványvegyületeit, egy bibenzimidazol származék klatrátjait és fullerének ko-kristályait. Szilárd kristályrendszerek alkalmazkodó képességének mértékét vizsgáljuk az intermolekuláris kölcsönhatások finomhangolásának megvalósításával, hogy ennek ismeretében a kristályok fizikai-kémiai tulajdonságait befolyásolni tudjuk, hogy megtartsuk izostrukturalitásukat vagy morfotróp ill. polimorf átalakulást váltsunk ki, hogy királis szétválasztódást érjünk el. Ezek a kutatások betekintést engednek számos kémiai folyamat mechanizmusába mint a molekuláris felismerés, zárványképzés, királis megkülönböztetés stb. Az eredményeket konferenciákon bemutatjuk, és 10-12 cikkben közöljük nemzetközi folyóiratokban. Hallgatókat vonunk be a kutatómunkába. Egy fűthető tárgyasztal beszerzését tervezzük a mikroszkóphoz, mely nagyban hozzájárul a többkomponensű rendszerek tanulmányozásához szükséges infrastruktúránkhoz.
Summary
Investigation of non-covalent interactions takes us beyond the molecule to organised mono- and polymolecular systems. Our aim is the systematic design of novel supramolecular materials with increasing predictability of properties. We plan to achieve deeper knowledge of intermolecular interactions and their effect on the arrangement of molecules in solid phase. It has importance in pharmaceutical, biological, chemical and materials sciences. Four series of compounds are planned to be investigated: inclusion compounds of calixarenes and of wheel-and-axle type organic or organometallic hosts, clathrates of a bibenzimidazole derivative, and co-crystals of fullerenes. The extent of the flexibility of the solid crystal systems will be investigated by fine tuning of intermolecular interactions in order to influence the physico-chemical properties of the crystals, to keep isostructurality or promote morphotropic and polymorphic transition, and/or to achive chiral separation. These studies give insights on the mechanisms by which a great variety of processes take place, such as molecular recognition, guest inclusion phenomena, chiral discrimination etc. The results will be published in ten-twelve publications in international journals, and presented regularly on conferences. Students will be involved to the research work. A hot stage is planned to be purchased to the microscope to investigate thermal stability what would greatly improve our research infrastructure needed to investigate multicomponent systems.




 

Final report

  
Results in Hungarian
A homo- és heteromolekuláris kristályrendszerek alkalmazkodó képességének megismerése lehetővé tette szilárd fázisú anyagok szerkezetének, és így fizikai-kémiai tulajdonságainak tudatos befolyásolását. Az intermolekuláris kölcsönhatások finomhangolásának megvalósításával egy- és többkomponensű rendszerek izostrukturalitását megőriztük, illetve morfotróp és polimorf átalakulást váltottunk ki, királis szétválasztódást értünk el. Kémiai kötést változtattunk irányítottan az ionostól a kovalensig. A projekt eredményeként a szupramolekuláris effektusoknak a molekulák szilárd fázisban való elrendeződésére gyakorolt hatását értettük meg mélyebben. Az így nyert ismereteken keresztül közelebb kerültünk az egyre inkább előre meghatározott tulajdonságú anyagok szisztematikus megtervezhetőségéhez. Az eredmények a gyógyszer-, a biológiai-, kémiai- és anyagtudományokban egyaránt felhasználhatók. A projekt során az elvégzett munkából 16 cikk készült, ebből 3 összefoglaló jellegű, 22 előadás hangzott el 8 angol és 14 magyar nyelven, ezek fele meghívott előadás volt, 6 posztert mutattunk be. Új, általunk javasolt kifejezést és definícióját (synthon engineering) IUPAC bizottság megtárgyalta. Hallgatókat vontunk be a munkába MSc, PhD és postdoc szinten. A Krisztallográfia Nemzetközi Éve lehetőséget adott a tudomány népszerűsítésére, és az itt kapott eredmények bemutatására. A fázisátalakulások vizsgálatára mikroszkópunkhoz fűthető-hűthető (-180 - +350oC) tárgyasztalt szereztünk be.
Results in English
The study of the extent of flexibility of homo- and heteromolecular crystal systems made possible the deliberate control of their physico-chemical properties. By fine tuning of supramolecular interactions in mono- or multicomponent systems it was feasible to keep isostructurality, or to promote morphotropic and polymorphic transition, or to achieve chiral separation. Chemical bond was altered consciously from ionic to covalent. The outcome of the research is the increased understanding of supramolecular effects on the molecular arrangements in the solid state. The results of the project contribute to the increasingly improving systematic design of materials of desirable properties. This knowledge has importance alike in chemical, pharmaceutical, biological and material sciences. The results are published in 16 papers, three of them are review articles. 22 lectures were delivered, half of them were invited talks, 8 in English and 14 in Hungarian. 6 posters were presented. The new term “synthon engineering” we introduced was discussed by the corresponding IUPAC project. Students were involved in the research on MSc, PhD and postoc level. The International Year of Crystallography provided good opportunity to publicise crystallography including the outcome of this project. A hot stage was purchased and installed to the microscope to investigate the thermal stability of the crystals in the temperature range of -180 - +350oC, improving the research infrastructure of our laboratory.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=100801
Decision
Yes





 

List of publications

  
Petra Bombicz*, Tobias Gruber, Conrad Fischer, Edwin Weber, Alajos Kálmán: Fine tuning of crystal architecture by intermolecular interactions: synthon engineering, CrystEngComm, 16 (18), 3646 - 3654,, 2014
Giuseppe Resnati, Elena Boldyreva, Petra Bombicz,* Masaki Kawano: Supramolecular Interactions in the Solid State, IUCrJ, 2, 675-690, 2015
Petra Bombicz: The way from isostructurality to polymorphy. Where are the borders? The role of supramolecular interactions and crystal symmetries, Crystallography Reviews, közlésre elfogadva, 2016
Fischer C, Bombicz P*, Seichter W, Katzsch F, Weber E: Bridge-disubstitutedcalix[4]arenes in the rare 1,2-alternate conformation - Control of the inclusion behaviour depending on the bridge substituents, Crystal Growth and Design, 12, 2445-2454, 2012
Petra Bombicz,* Nikoletta B. Báthori, Alajos Kálmán: Non-Crystallographic Symmetries Observed Between the Isostructural Groups of 2,4,6-triaryloxy-1,3,5-triazines, Structural Chemistry, 26, 1611-1619, 2015
Csaba Fekete, Réka Mokrai, Petra Bombicz, László Nyulászi, Ilona Kovács: η1-silolyl-FeCp(CO)2 complexes. Is there a way to sila-ferrocene?, Journal of Organometallic Chemistry, 199-800, 291-298, 2015
Fischer C, Bombicz P, Seichter W, Katzsch F, Weber E: Bridge-disubstitutedcalix[4]arenes in the rare 1,2-alternate conformation - Control of the inclusion behaviour depending on the bridge substituents, Crystal Growth and Design, 12, 2445-2454, 2012
Amit D. Zodge, Petra Bombicz, Edit Székely, György Pokol, János Madarász: Structural and DSC Study on Resolution of 2-Methoxy-2-phenylacetic Acid with Chiral 1-Cyclohexylethylamines through Gas-Antisolvent Precipitation, Thermochimica Acta, közlésre elfogadva, 2016
Bombicz P, Gruber T, Fischer C, Weber E: Tailor Made Calixarenes, Indaba7 Insight from structures. Skukuza, 2-7 September 2012. South Africa. Absract Book p. 51., 2012
Bombicz P, Kálmán A: 100 éves a röntgendiffrakció. Alkalmazások a modern gyógyszerkutatásban, MKE Kristályosítási szakosztály Őszi Kerekasztal Konferencia, Balatonszemes, 2012. október 26-27. Abstract p 11., 2012
Bombicz P, Smie P, Sattler E: Cocrystal constructed of one component?, ActaCryst. A68, s220, 2012. 27th European Crystallographic Meeting. August 6-11, 2012. Bergen, Norway., 2012
Conrad Fischer, Petra Bombicz, Wilhelm Seichter, Edwin Weber: Finetuning of packing architecture: symmetrically bridge-disubstituted tetramethoxycalix[4]arenes, Structural Chemistry, 24, 535-541, 2013
Ewald Sattler, Eberhard Matern, Alexander Rothenberger, Alexander Okrut, Petra Bombicz, Ignacio Fernández, Ilona Kovács: From Ionic to Neutral Species: Syntheses, X-ray Crystallographic and Multinuclear NMR Spectroscopic Studies of Li...P(SiMe3)-PtBu2 and its Solvent Complexes, European Journal of Inorganic Chemistry, 221-232, 2014
Tobias Gruber, Robert Nestler, Wilhelm Seichter, Petra Bombicz: Crystal Structures and Isometricity Comparison of Bisphenol F Derivatives, Journal of Molecular Structure, 1056–1057, 319–325, 2014
Katalin Gönczi, Veronika Kudar, Zsuzsa Jászay, Petra Bombicz, Ferenc Faigl, János Madarász: Solid state structural relation and binary melting phase diagram of (S-) and racemic 2-(2-nitro-1-phenylethyl)-1,3-diphenyl-propane-1,3-dione, Thermochimica Acta 580, 46–52, 2014
Petra Bombicz, Tobias Gruber, Conrad Fischer, Edwin Weber, Alajos Kálmán: Fine tuning of crystal architecture by intermolecular interactions: synthon engineering, CrystEngComm, on-line, DOI: 10.1039/c3ce42387e, 2014
Petra Bombicz: Chirality and polymorphy in crystals and co-crystals of pharmaceutical interest, Technische Universität Bergakademie Freiberg, Frühjahrssymposium, 2013
Bombicz Petra: A kokristály definíciója, MKE Kristályosítási szakosztály Őszi Kerekasztal Konferencia, Balatonalmádi, Abstract pp 13-14., 2013
Bombicz Petra: Az intermolekuláris kölcsönhatások finomhangolása: úton a tudatos kristálytervezés felé, Az MTA Szerves és Biomolekuláris Kémiai Bizottság „Bruckner termi előadás” sorozata, 2013
Tobias Gruber, Robert Nestler, Wilhelm Seichter, Petra Bombicz: Crystal Structures and Isometricity Comparison of Bisphenol F Derivatives, 21st Annual Conference of the German Crystallographic Society, Freiberg, 2013
Petra Bombicz, Conrad Fischer, Wilhelm Seichter, Edwin Weber: Fine tuning of the inclusion behaviour of calixarenes depending on the bridge substituents, Acta Cryst. A69, s548,, 2013
Tobias Gruber, Amber L. Thompson, Barbara Odell, Petra Bombicz, Christopher J. Schofield: Conformational studies on substituted e-caprolactams by X-ray crystallography and NMR spectroscopy, New Jurnal of Chemistry, 38, 5905-5917., 2014
Bombicz P, Gruber T, Fischer C, Weber E, Kálmán A: Fine tuning of crystal architecture by intermolecular interactions: Synthon engineering, CRYSTENGCOMM 16: (18) 3646-3654, 2014
Petra Bombicz, Tobias Gruber, Conrad Fischer, Edwin Weber, Alajos Kálmán: Fine tuning of crystal architecture by intermolecular interactions: synthon engineering, CrystEngComm, 16 (18), 3646 - 3654,, 2014
Bombicz Petra: Kémiai krisztallográfia: kristály építészet, Magyar Kémiai Folyóirat, 120 (4). pp. 171-175, 2014
Petra Bombicz, Ewald Sattler, Ilona Kovács, Alexander Rothenberger, Alexander Okrut: Neutral to Ionic Species: Studies of Li…P(SiMe3)-PtBu2 Complexes, Acta Cryst. A70, C640, 2014
Ewald Sattler, Eberhard Matern, Alexander Rothenberger, Alexander Okrut, Petra Bombicz, Ignacio Fernández, Ilona Kovács: From Ionic to Neutral Species: Syntheses, X-ray Crystallographic and Multinuclear NMR Spectroscopic Studies of Li...P(SiMe3)-PtBu2 and its Solvent Complexes, European Journal of Inorganic Chemistry, 221-232, 2014
Katalin Gönczi, Veronika Kudar, Zsuzsa Jászay, Petra Bombicz, Ferenc Faigl, János Madarász: Solid state structural relation and binary melting phase diagram of (S-) and racemic 2-(2-nitro-1-phenylethyl)-1,3-diphenyl-propane-1,3-dione, Thermochimica Acta 580, 46–52, 2014
Tobias Gruber, Amber L. Thompson, Barbara Odell, Petra Bombicz, Christopher J. Schofield: Conformational studies on substituted e-caprolactams by X-ray crystallography and NMR spectroscopy, New Jurnal of Chemistry, 38, 5905-5917., 2014
Tobias Gruber, Robert Nestler, Wilhelm Seichter, Petra Bombicz: Crystal Structures and Isometricity Comparison of Bisphenol F Derivatives, Journal of Molecular Structure, 1056–1057, 319–325,, 2014
Bombicz Petra,* Kálmán Alajos: A 100 éves röntgendiffrakció a gyógyszerkutatásban, Magyar Kémiai Folyóirat, 119(1), 10-15, 2013
Bombicz Petra: Gyógyszeralapanyagok krisztallográfiai vizsgáló módszerei, Gyógyszerészet. 60. 133-139, 2016
Bombicz Petra: A kokristály definíciója, MKE Kristályosítási szakosztály Őszi Kerekasztal Konferencia, Abstract pp 13-14, 2013
Bombicz Petra, Petra Smie, Ewald Sattler: Minek nevezzelek: egykomponensű ko-kristály?, MTA Szervetlen és Fémorganikus Kémiai Munkabizottság és az MTA Anyag- és Molekulaszerkezeti Munkabizottság Közös Munkabizottsági Ülése, 2012
Gyula Tamás Gál, Nóra Veronika May, Petra Bombicz: Crystal structure of S-3-(2-Methoxy-10-phenothiazinyl)-N,N,2-trimethyl-propanamine maleate, Acta Cryst. E72, 612-615, 2016




 

Events of the project

  
2015-06-17 19:12:30
Résztvevők változása
2012-01-03 13:05:09
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: Szerkezeti Kémiai Intézet (MTA Természettudományi Kutatóközpont), Új kutatóhely: Szerves Kémiai Intézet (MTA Természettudományi Kutatóközpont).



Back »