При участии ИОХ РАН получены N-фторалкилпиразолил-замещенные нитронилнитроксилы и выявлены присущие им корреляции структура-свойство

Введение атома фтора в парамагнитную молекулу изменяет растворимость соединения, повышает его летучесть, существенно влияет на основность и кислотность функциональных групп, а также склонность к образованию водородных связей. Указанные свойства по отдельности и все вместе могут оказаться полезными при получении тонких пленок путем физического осаждения из газовой фазы, создании двух-размерных гетероспиновых структур и каркасных магнитно-активных материалов. Кроме того, переход к полифторированным производным органических парамагнетиков существенно сдвигает их окислительно-восстановительные потенциалы относительно нефторированных аналогов. В сочетании с ростом стабильности восстановленных форм такие парамагнетики могут найти применение в качестве эффективных катодных материалов в электрических батареях.

При участии сотрудников Лаборатории парамагнитных материалов и молекулярных спиновых систем ИОХ РАН реализован синтез, проведено исследование структур и свойств нового ряда стабильных нитронилнитроксилов, содержащих N-фторалкилпиразолильные заместители. Установлено, что парамагнетик с дифторметильным заместителем может обратимо подвергаться электрохимическому окислению и восстановлению; при этом радикалы с фторированными этильными заместителями электрохимически окисляются обратимо, но их электрохимическое восстановление является квазиобратимым. Впервые для органических парамагнетиков проведено изучение кристаллических структур с использованием энергий парного взаимодействия. Показано, что в кристаллических фазах нитроксилов наибольшей энергией характеризуются взаимодействия типа С–Н…О между атомами кислорода парамагнитного фрагмента и атомами водорода пиразола и/или алкильных заместителей. Данные взаимодействия предопределяют взаимное расположение нитроксильных групп и расстояния между атомами кислорода парамагнитных центров. Было обнаружено, что эти расстояния превышают сумму ван-дер-ваальсовых радиусов, что обусловливает реализацию в твердых фазах слабых обменных взаимодействий антиферромагнитного характера (|J/kB| £ 2.74 K, H = –2J·S1S2).

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022286022013941

Молодые учёные ИОХ РАН: Михаил Жарков

Кандидат химических наук, научный сотрудник Лаборатории тонкого органического синтеза им. И.Н. Назарова

Область исследований: сверхкритические флюиды, энергоемкие соединения, нитросоединения, химия материалов, фотохимия

Читайте интервью с Михаилом на нашем сайте:
https://zioc.ru/events/news-announcements/pub-30993352

Сотрудниками ИОХ РАН опубликован обзор по использованию сверхкритического диоксида углерода для получения функциональных материалов

Негативное влияние деятельности человека на окружающую среду становится все более очевидным. В связи с этим значительное внимание в последние годы уделяется разработке более экологичных технологических процессов, отличающихся от известных меньшим энерго- и ресурсопотреблением, более эффективным использованием побочных продуктов, высоким качеством и безопасностью конечной продукции. Одной из самых неэкологичных отраслей является химическая промышленность, потребляющая миллионы тонн органических растворителей, значительная часть которых токсична и легко воспламеняется. Защитить окружающую среду может позволить использование в химических процессах альтернативных типов растворителей, прежде всего дешевого, негорючего, нетоксичного и не требующего утилизации природного соединения – диоксида углерода, переведенного в жидкое или сверхкритическое состояние.

Сотрудниками Лаборатории тонкого органического синтеза им. И.Н. Назарова ИОХ РАН опубликована обзорная статья, посвященная последним достижениям в области применения жидкого и сверхкритического диоксида углерода в процессах получения перспективных материалов, используемых в устройствах для производства и хранения энергии. Рассмотрены, в частности, процессы получения материалов для изготовления высокоэффективных катодов и анодов перезаряжаемых литий-, натрий- и калий-ионных батарей, усовершенствованных электродов солнечных элементов, а также перспективных энергоемких материалов, способных аккумулировать и моментально высвобождать энергию, содержащуюся в химических связях. Использование в этих процессах доступного, дешевого, нетоксичного диоксида углерода повышает эксплуатационные характеристики получаемых материалов и значительно сокращает количество отходов, что делает их привлекательными для промышленной реализации.

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/ce/d2ce00794k

Учеными ИОХ РАН изучена реакция донорно-акцепторных циклопропанов с 5-аминопиразолами

Донорно-акцепторные циклопропаны являются полифункциональными соединениями, проявляющими широкий спектр реакционной способности. В Лаборатории направленной функционализации органических молекулярных систем ИОХ РАН активно занимаются изучением новых граней реакционной способности донорно-акцепторных циклопропанов. В одной из своих последних работ учеными была исследована катализируемая кислотами Льюиса реакция этих соединений с 1,3-дизамещенными 5-аминопиразолами, которые могут выступать в качестве амбидентных нуклеофилов, то есть атаковать электрофильные центры как аминогруппой, так и C-4 атомом углерода. Было обнаружено, что направление реакции зависит как от строения исходного циклопропана, так и от условий проведения процесса. В присутствии хлорида галлия (III) в качестве кислоты Льюиса происходит нуклеофильная атака циклопропана экзоциклическим атомом азота аминопиразола, а в случае использования трифлата скандия (III) может протекать атака как атомом азота, так и C-4 атомом угдерода. В рамках исследования было также осуществлено превращение полученных продуктов в производные 2-пирролидона и азепинона, представляющие интерес для медицинской химии и фармакологии.

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/OB/D2OB01490D

Уважаемые коллеги!

Открыт прием статей в специальный выпуск «Computational Chemistry and Organic Process Research and Development» (Open Access Journal Processes, IF 3.352)

Приглашенные редакторы специального выпуска:

к.х.н. Рыжков Федор Владимирович, Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН, Москва

к.х.н. Рыжкова Юлия Евгеньевна, Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН, Москва

проф. Иванова Людмила Вячеславовна, РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, Москва

к.х.н. Воробьев Степан Владимирович, РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, Москва

Выпуск посвящен исследованиям в области разработки и оптимизации органического синтеза, в которых также применяются вычислительные методы, in silico подходы или иные расчеты. К публикации в журнале принимаются полные статьи и обзоры.

С полной информацией о специальном выпуске можно ознакомиться по ссылке:

https://www.mdpi.com/journal/processes/special_issues/48609P8AH5

Последний срок подачи рукописей 25 марта 2023г.

Processes – это журнал открытого доступа. Специальный выпуск будет предоставлен в свободное пользование читателям всего мира. Более подробную информацию об условиях публикации можно найти на сайте журнала:

https://www.mdpi.com/journal/processes

Уважаемые коллеги!

По многочисленным просьбам продлен срок регистрации участников конференции "Органические радикалы: фундаментальные и прикладные аспекты" до 15 ноября.

Напоминаем, что мероприятие состоится в ИОХ РАН 15-16 декабря 2022 года.

Тематика конференции:
- Моно-, би- и полирадикалы;
- Высокоспиновые молекулы;
- Функционально-ориентированный синтез радикалов;
- Комплексы металлов с парамагнитными лигандами;
- Свободные радикалы в органическом синтезе;
- Радикалы в материаловедении, биологии и медицине

В рамках конференции будет проведен конкурс научно-исследовательских работ ученых в возрасте до 35 лет.

Участие в конференции бесплатное.

Подробности по ссылке:
https://zioc.ru/science/meropriyatiya/or2022

Молодые учёные ИОХ РАН: Михаил Зубков

Аспирант Лаборатории функциональных органических соединений

Область исследований: фоторедокс катализ, C–H активация, фторорганическая химия

Читайте интервью с Михаилом на нашем сайте:
https://zioc.ru/events/news-announcements/pub-31071304

В ИОХ РАН получен новый класс высокоэнергетических соединений

Создание новых функциональных органических материалов остается одной из актуальных задач современной химии и материаловедения. Высокоэнергетические материалы составляют один из наиболее важных подтипов функциональных материалов, используемых для горнодобывающей промышленности, сварки и других отраслей гражданской энергетики. Одним из самых многообещающих подходов к конструированию новых термостабильных высокоэнергетических материалов является сборка каркасов, состоящих из нескольких полиазотных гетероциклов.

Ученые Лаборатории азотсодержащих соединений ИОХ РАН активно занимаются синтезом органических соединений на основе N-гетероциклов для использования в создании функциональных материалов, в том числе высокоэнергетических. В одной из своих последних работ исследователями была получена новая серия энергетических солей с высоким содержанием азота, содержащих фрагменты 6-аминотетразин диоксида и гидрокситетразола. В результате большого количества образующихся внутри- и межмолекулярных водородных связей полученные соли термически стабильны, демонстрируют хорошие плотности, отличные детонационные характеристики и невысокую чувствительность к трению, что делает их перспективным классом высокоэнергетических веществ нового поколения.

https://www.mdpi.com/1420-3049/27/18/5891

Исследователями ИОХ РАН изучена цитотоксичность протонных ионных жидкостей

В настоящее время ионные жидкости благодаря своим уникальным электрохимическим, сольватационным и каталитическим свойствам находят широкое применение в химии, биотехнологии, биохимии, молекулярной биологии и медицине. В последнее десятилетие все активнее исследуются протонные ионные жидкости — соли органических оснований и кислот Бренстеда с температурой плавления ниже 100 С. Они уже используются в роли растворителей и катализаторов в органическом синтезе, а также в качестве стационарных или подвижных фаз в хроматографии.

В одной из последних работ ученых Лаборатории металлокомплексных и наноразмерных катализаторов ИОХ РАН впервые была изучена цитотоксичность протонных ионных жидкостей на основе имидазолиевых солей. Было исследовано влияние типа аниона и природы заместителей в ионных жидкостях на показатели токсичности. Тем не менее, даже относительно малотоксичные протонные ионные жидкости оказывают значительное вредное воздействие на эукариотические клетки при использовании их в качестве агентов криоконсервации. Создание биологически активных и нетоксичных ионных жидкостей, а также изучение механизмов их действия, несомненно, является перспективным направлением исследований.

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0167732222019894?via%3Dihub

Сотрудникам ИОХ РАН вручена премия "Новатор Москвы"

5 октября 2022 г. коллектив нашего института был награжден Премией Мэра Москвы за лучшие инновационные проекты для города в номинации «Меняющие реальность» по направлению «Экология и охрана окружающей среды» за проект: «Катализатор для очистки дымовых выбросов тепловых электростанций от кислых газов».

Читайте на нашем сайте интервью с Павлом Соколовским - одним из лауреатов этой престижной награды:

https://zioc.ru/events/news-announcements/pub-31135837

Ученые ИОХ РАН предложили «обратную» стратегию образования С-О связи

Нуклеофильное замещение при атоме углерода — это фундаментальное органическое превращение. В его хрестоматийной версии нуклеофильный реагент замещает связанный с углеродом атом или хорошо уходящую группу атомов. Нуклеофильное замещение при электрофильном атоме углерода кислородным нуклеофилом является самой широко используемой стратегией для создания связей С-О.
В отличие от этого, нуклеофильное замещение при атоме кислорода встречается гораздо реже, поскольку связи O-X обычно неблагоприятно поляризованы, и богатые электронами атомы кислорода являются плохими мишенями для нуклеофилов. Поэтому «обращенные» подходы, когда углерод-центрированный нуклеофил реагирует с кислородным электрофилом, относительно мало распространены.

Ученые Лаборатории исследования гомолитический реакций и группы теоретичской химии ИОХ РАН совместно с коллегами из Университета штата Флорида (Florida State University) предложили неожиданную альтернативу общепринятым подходам к созданию С-О связей — взаимодействие O-электрофилов, таких как органические пероксиды, с углеродными нуклеофилами. Было обнаружено, что нуклеофильное замещение при атоме кислорода циклических диацилпероксидов электронно-насыщенным атомом углерода енолацетатов с последующим деацилированием приводит к α-ацилоксикетонам с дополнительной карбоксильной группой. Анализ процесса квантово-химическими методами показал, что ключевая стадия протекает как бимолекулярная нуклеофильная реакция замещения (SN2) при атоме кислорода (SN2@O). Используемый растворитель CF3CH2OH играет двойную роль, помогая на обоих этапах реакционного каскада: он снижает энергию активации SN2@O за счет образования водородной связи с отдаленным карбонилом и способствует деацилированию промежуточного катионного интермедиата.

Исследование поддержано грантом РНФ 21-13-00205.

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.joc.2c01634

Молодые учёные ИОХ РАН: Роман Иванов

Инженер-исследователь Лаборатории тонкого органического синтеза им. И.Н. Назарова

Область исследований: зеленая химия, органокатализ

Читайте интервью с Романом на нашем сайте:
https://zioc.ru/events/news-announcements/pub-31161551

Три проекта ИОХ РАН получили поддержку Российского научного фонда и Государственного фонда естественных наук Китая на проведение совместных российско-китайских исследований:

- Анаников Валентин Павлович - Фотокаталитические тиол-ин- инициированные реакции деароматизации и исследование их механизмов;

- Дильман Александр Давидович - Новые фторированные реагенты для органического синтеза;

- Ферштат Леонид Леонидович - Синтез и сокристаллизация полигетероатомных бигетероциклических систем как платформа в получении новых энергоемких материалов пониженного риска.

Поздравляем победителей и желаем успешного выполнения проектов!