г. Москва, Ленинский проспект, 47
Телефон: +7 499 137-29-44
Факс: +7 499 135-53-28

Разработки

СВЕДЕНИЯ ОБ ИННОВАЦИОННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

результаты основных научно-исследовательских работ готовых к практическому использованию.

2015-2018 гг.

 

Впервые создан сэндвичевый диагностикум для обнаружения галактоманнанового маркера опаснейшего грибкового заболевания инвазивного аспергиллёза, вызываемого грибковым патогеном Aspergillus fumigatus («чёрная гниль»). Диагностикум опережает по специфичности лучшие зарубежные аналоги и позволяет достоверное обнаружение галактоманнана при концентрации <1 нг/мл. Разработка данного очень востребованного продукта стала возможным благодаря открытию в ИОХ РАН нового процесса в органической химии, пиранозид-фуранозидной перегруппировки, с помощью которой успешно проведён стереонаправленный синтез олигосахаридов, структурно родственных фрагментам галактоманнана, а затем в ИБХФМ СО РАН получены гомологичные моноклональные антитела. На производственной базе ООО ХЕМА выпущена пилотная серия диагностикума, эффективность которого показана в испытаниях в специализированных исследовательских организациях. (Работа поддержана грантом РНФ № 14-23-00199) [PLoS ONE, 13 (2018) e0193938 (IF 2.766, Q1); Org. Biomol. Chem., 16 (2018) 1188-1199 (IF 3,564)] (Лаборатория химии гликонъюгатов, зав. - член-корр. РАН Н.Э. Нифантьев совместно с ИХБФМ СО РАН и ООО «ХЕМА»).

 

Методами компьютерного моделирования и аддитивных технологий трехмерной печати спроектирована и изготовлена лабораторная химическая посуда и микрореакторы для органического синтеза на широкодоступном 3D принтере с использованием промышленно выпускаемого полипропилена. Полипропиленовые химические реакторы, напечатанные с оптимизированными параметрами, показали высокую производительность для реакций органического синтеза, таких как С-С кросс-сочетания Сузуки-Мияура и Хека. Разработана и апробирована на практике удобная процедура тестирования компонентов химических реакторов, полученных методом трехмерной печати. Определены ключевые параметры, определяющие герметичность химических реакторов, изготовленных методом 3 D печати [PLoS ONE, 2018, 13, e0198370. (IF 2.766, Q1)] (Отдел структурных исследований, Лаборатория металлокомплексных и наноразмерных катализаторов, зав. - член-корр. РАН В.П. Анаников).

 

Разработаны новые люминесцентные материалы для сенсоров на основе металл-органических гелей, позволяющие дифференцировать различные ароматические соединения. При контакте с толуолом интенсивность люминесценции геля возрастает более чем в 8 раз, а при контакте с бензолом – на 42%. При введении нитропрозводных ароматических соединений наблюдается тушение люминесценции (снижение на 40-60%) [Microporous and Mesoporous Materials 264 (2018) 112–117 (IF = 3.649) (Лаборатория разработки и исследования полифункциональных катализаторов, зав. – д.х.н., профессор Л.М. Кустов совместно с МГУ и МИСиС).

 

Получена серия новых аналогов известного антидота гербицидов дихлорамида и проведены их биологические испытания. Соединения, синтезированные на основе триметоксипропаннитрила, пиридина, хинолина и пиррола, продемонстрировали выдающуюся активность, в два-три раза превышающую стимулирующее действие дихлорамида на формирующуюся корневую систему проростков кукурузы [Изв.АН. Сер.хим., 2018, 345-358 (IF 0.781)] (Лаборатория карбоциклических соединений, зав. – академик Ю.Н. Бубнов совместно с ИНЭОС РАН и ВНИИФ).

 

Разработаны методы получения перфторированных полимеров, являющихся материалом для создания высокоэффективных газоразделительных мембран. Полученные полимеры эффективны при использовании в оксигенаторах крови, поскольку их проницаемость по кислороду сравнима с таковой для наилучшего на данный момент материала (Teflon AF2400) и заметно превышает этот показатель для других доступных на рынке перфторполимеров. Это позволит в несколько раз уменьшить объем крови в оксигенаторе. Исключительная биологическая нейтральность этих материалов также резко уменьшает «зарастание» мембраны, что многократно увеличит ресурс оксигенатора. В настоящее время одноразовые оксигенаторы закупаются во Франции и ФРГ по цене около 500 тыс. руб., их ресурс составляет 4-6 часов, чего иногда не хватает для операций с использованием аппаратов искусственного кровообращения [Journal of Membrane Science, 2018, 565, 1, 112-118 (IF 6.578)] (Лаборатория химии стероидных соединений, зав. – д.х.н. И.В. Заварзин совместно с ИНХС РАН и с ИХФ РАН).

 

Исследованы гранулированные активированные угли фирмы GEH Wasserchemie в качестве адсорбентов для  совместной адсорбции биологически активных соединенийи тяжелых металлов с целью доочистки обработанных стоков очистных сооружений, в результате чего выбраны три образца адсорбента и два способа предочистки  стоков. Исследования проводились как в лабораторных стационарных емкостях, так и в укрупненных проточных аппаратах на очистных сооружениях г. Ганновер (Германия). Разработка готова к практическому использованию [Journal of Environmental Management 228, 2018. P.189-196. (IF 4.005) (IF 4.005)] (Группа жидкофазных каталитических и электрокаталитических процессов, рук. группы д.х.н. Веденяпина М.Д. совместно с Ганноверским университетом им. Лейбница и РХТУ им. Д.И.Менделеева).

 

 

Разработан новый тип адсорбентов-катализаторов для удаления соединений серы из газовых и жидких углеводородных смесей на основе поликатионных оксидных наночастиц (Mn, Zn, Cu), инкапсулированных в матрицу цеолитов. В качестве адсорбентов они также исключительно эффективны для очистки углеводородов от непредельных соединений (ацетиленов и диенов). Их адсорбционная емкость по соединениям серы в 5-20 раз превосходит лучшие из цеолитных адсорбентов. При сочетании адсорбционной и каталитической активности они способны практически полностью удалять соединения серы из газовых или жидких смесей. Так при использовании в десульфуризации природного газа содержание соединений серы снижается от 50 ppm до 10-20 ppb, т.е. в 5000 раз! Традиционные системы достигают только 10-20 кратного снижения. Аналогично при очистке жидких углеводородов концентрация тиолов снижается от 40 ppm до 60 ppb (в 800 раз), тогда как традиционные адсорбенты способны снижать содержание тиолов лишь в 30 раз. Катализатор-адсорбент полностью регенерируем и в настоящее время подписано лицензионное соглашение с компанией M-Chemical (США), которая намерена внедрять эти системы на российских предприятиях нефтегазовой отрасли [Energy Technology, 2017, 5, 1627 – 1637 (IF 2,789)] (Лаборатория разработки и исследования полифункциональных катализаторов, зав. – д.х.н., профессор Л.М. Кустов).

 

Впервые в мире разработана и реализована на практике процедура трёхмерной печати (3D Printing) биопластиком, полученным посредством конверсии растительной биомассы в фурановые производные. Показано, что полученный биопластик может быть синтезирован из дешевого природного сырья и обладает рядом важных практических свойств, таких, как высокая стойкость, стабильность, возможность многократного повторного использования и неограниченное число циклов регенерации. Продемонстрирован первый пример углерод-нейтральной технологии 3D-печати, не загрязняющей окружающую среду и ориентированной на современные промышленные процессы [Angew Chem Int Ed, 2017, 56, 15931-15935 (IF 11.99)] (Отдел структурных исследований, Лаборатория металлокомплексных и наноразмерных катализаторов, зав. - член-корр. РАН В.П. Анаников).

 

В 2017 году в ИОХ РАН созданы новые подходы к конденсированным с карбоциклическими и гетероциклическими кольцами халькогеназолам, которые представляют интерес для создания широкого круга материалов, обладающих ценными физическими и биологическими свойствами – фотоэффектом, магнетосопротивлением, электропроводимостью и высокой противоспидовой активностью. Синтезированы две новые серии органических сенсибилизаторов (красителей для солнечных батарей) на основе [1,2,5]тиадиазоло- и [1,2,5]селенадиазоло-[3,4-c]пиридинов. Краситель, содержащий трифениламинный, тиадиазолопиридиновый, бензольный и цианакриловый фрагменты при добавлении скваранинового красителя показал значительное увеличение (до 35%) фотовольтаической эффективности солнечных батарей, основанных на индивидуальных органических молекулах, которые по сравнению с широко используемыми кремниевыми аналогами обладают рядом неоспоримых преимуществ [Chem. Eur. J., 2017, 23, 17037-17047 (IF 5.771),  Sol. Energy, 2017, 144, 134-143 (IF 4.018)] (Лаборатория полисереазотистых гетероциклических соединений, зав. – д.х.н., профессор О.А. Ракитин совместно с Университетами г. Эдинбурга и г. Сент-Эндрюс (Великобритания), НИОХ СО РАН им. Н.Н. Ворожцова, ИНЭОС РАН им. Н.Н. Несмеянова, Новосибирским и Томским Государственными Университетами.

 

Систематически изучены многокомпонентные реакции с участием кислоты Мельдрума, приводящие к получению конденсированных гетероциклов. Осуществлен синтез широкой гаммы замещенных 6,7-дигидро-4H-изотиазоло[4,5-b]пиридинонов-5 и исследована их антимитотическая активность на культурах раковых клеток и зародышах морских ежей. Продемонстрировано, что полученные соединения эффективно ингибируют деление раковых клеток, неуязвимых к другим видам химиотерапии [Eur. J. Med. Chem., 2017, V. 125, p. 573-585 (IF 4.519)] (Лаборатория гетероциклических соединений, зав. – д.х.н., профессор М.М. Краюшкин совместно с Лабораторией медицинской химии, зав. – д.х.н. В.В. Семенов и Институтом биологии развития им. Н.К.Кольцова РАН).

 

● Разработка полисахаридных ингибиторов гидратобразования для газодобычи.

На основе природных полисахаридов и их производных разработаны перспективные экологически безопасные ингибиторы гидратообразования, эффективно работающие в малых дозировках в процессах нефте- и газодобычи. Это создаёт перспективу для замены используемых сегодня токсических реагентов, особенно метанола. Изучены термобарические условия образования газогидратов в присутствии полисахаридных ингибиторов и показано, что они являются ингибиторами гидратообразования смешанного типа — термодинамическими и кинетическими. На основе природного полисахарида из растительного сырья создан нефтепромысловый реагент, который относится к низкоагрессивным реагентам и по эффективности превосходит в 100–200 раз известные ингибиторы гидратообразования, в 600–800 раз превосходит метанол и диэтиленгликоль; проявляет свойства термодинамических ингибиторов гидратообразования. Разработана товарная форма и технические условия на реагент.

(Лаборатория химии диазосоединений, зав. - д.х.н., профессор Ю.В. Томилов, Лаборатория химии гликонъюгатов, зав. - член-корр. РАН Н.Э. Нифантьев совместно с ФГБУВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет», ФГБУН Уфимским Институтом химии РАН, ООО «РН-УфаНИПИнефть»).

 

В связи с острой необходимостью в разработке жидких теплоносителей для использования в капельных холодильниках-излучателях в условиях открытого космоса в бескаркасных системах отвода низкопотенциального тепла проведены комплексные исследования новых типов ионных жидкостей (ИЖ) на основе кремнийсодержащих структур. Впервые синтезирован ряд новых монокатионных и дикатионных ИЖ, обладающих рядом специфических свойств, позволяющих использовать их в условиях открытого космического пространства (вакуум, значительные перепады температур, радиация). Варьируя структуру катиона, удалось оптимизировать такие параметры ИЖ, как температура устойчивости, вязкость, теплоемкость.

Проведен первый эксперимент в российском сегменте Международной космической станции с использованием в качестве теплоносителя ИЖ - 1,2-диметил-3-(1’,1’,3’,3’-тетра-метил-3’-фенил-дисилоксанил)метилимидазолий бис(трифторметил-сульфонил)имида. Получены практически неиспаряемые ИЖ, пригодные для применения в космосе [Патент РФ №  2566755 от 27.10.2015 г., Успехи химии 2015. Т. 84. №8. С.875-890 (IF 3,687), Chemical Physics Letters 2016, v. 657, pp. 8-10 (IF 1,860), Ж. физич. химии, 2015, т. 89, №12, С.1858-1863. (IF 0,597)] (Лаборатория разработки и исследования полифункциональных катализаторов, зав. – д.х.н., профессор Л.М. Кустов совместно с Химфаком МГУ им. М.В. Ломоносова, ГНЦ «Исследовательский центр им. М.В. Келдыша», ФГБОУ ВПО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»).

 

Разработан эффективный однореакторный метод синтеза первичных алифатических N-нитраминов, основанный на нитровании доступных N,N’-диалкилоксамидов или N-алкилкарбаматов пятиокисью азота в среде 1,1,1,2-тетрафторэтана (ТФЭ) и последующем аммонолизе образующихся N-нитрамидов без выделения в том же растворителе. Суммарные выходы искомых N-нитраминов на обе стадии достигают 94%. Метод отличается простотой выделения продуктов (декомпрессия) и экологической чистотой. Единственными побочными продуктами являются нитрат аммония и этилкарбамат или оксамид, которые можно использовать в сельском хозяйстве как азотные удобрения. Газообразный ТФЭ может быть вновь сжижен (как это происходит в холодильных установках) и использован в реакции. Такая рециклизация не приводит к значительным энергозатратам. С практической точки зрения метод открывает перспективный и приемлемый для промышленности путь к получению высокоэнергетических материалов, содержащих N-нитраминные группы  [Synthesis, 2016, 48 (IF 2.652). Заявки на патенты РФ № 2016112859 и № 2016112861] (Лаборатория тонкого органического синтеза, зав. – д.х.н., профессор С.Г. Злотин совместно с лаб. № 42 и ИНЭОС РАН)

 

Методом трёхмерной печати (3D Printing) произведён фотохимический реактор для проведения высокопроизводительной клик-реакции между алкинами и тиолами. Из простых и доступных исходных соединений (ацетилен, ацетон и тиол) синтезированы ценные серасодержашие винильные мономеры для получения функциональных материалов нового поколения. Дизайн фотохимического реактора методом трёхмерной печати доведён до уровня инновационной разработки, готовой для практического использования. Результаты исследования опубликованы в топовом журнале Chemical Science [Chem. Sci., 2016, 2016,7, 6740-6745 (IF 9.144)] (Отдел структурных исследований, Лаборатория металлокомплексных и наноразмерных катализаторов, зав. - член-корр. РАН В.П. Анаников).

 

Предложена высокоэффективная  адсорбционно-каталитическая система на основе оксидно-цеолитного композита [Pt/Ce-ZrOx + ВЕТА], способного эффективно удалять оксиды азота из газового потока, соответствующего составу выхлопных газов дизельных двигателей при их «холодном старте». Использование данного композита позволяет решить проблемы удаления оксидов азота и других токсичных примесей из выхлопных газов, начиная от момента запуска двигателя вплоть до достижения рабочей температуры основной каталитической системой очистки. Характеристики работы разработанной системы изучены как в модельных условиях, так и в условиях, соответствующих рабочему режиму запуска дизельных двигателей легкового и грузового автотранспорта. Проведено детальное физико-химическое исследование механизма адсорбции оксидов азота, что позволило оптимизировать состав оксидно-цеолитного  композита [Top Catal (2016) 59, 919-924;Top Catal (2016) 59, 931-937 (IF 2.355)](Лаборатория катализа нанесенными металлами и их оксидами, зав. - д.х.н., профессор А.Ю. Стахеев совместно с фирмой Хальдор Топсе (Дания).

 

Разработанный на этапе 2014 года способ флегматизации высокоэнергетических соединений (ВЭС) путем нанесения на их кристаллы ультратонких (15-20 нм) полимерных пленок (1-2 масс.%) в среде сверхкритического диоксида углерода реализован на опытно-промышленной установке на ФКП «Завод имени Я.М. Свердлова». Флегматизированные образцы ВЭС, имеющие значительно меньшую (в 2-8 раз) чувствительность к механическим воздействиям, чем исходные образцы, при сохранении энергетических свойств, переданы заинтересованным организациям для изучения в составах изделий. Полученный результат является важным шагом на пути к созданию новых технологий получения эффективных и безопасных в обращении высокоэнергетических материалов (лаб. № 11, зав. - д.х.н., профессор С.Г. Злотин).

 

Создана первая в стране установка оптической памяти с трехслойными оптическими дисками, которые приготовлены с использованием разработанного в ИОХ РАН эффективного общего метода создания информационных архивных систем, основанного на фотоперегруппировке активного компонента при УФ-облучении. В качестве таких компонентов использованы синтезированные виц-дизамещенные гетероциклические соединения содержащие 2-(2-фурил)винилкетоновый фрагмент, которые под воздействием УФ-облучения трансформируются во флуоресцирующие продукты. (Совместно с ИОФ РАН и Центром фотохимии РАН).) [Tetrahedron Letters, 56, 9, 2015, 1085. (IF 2.286)] (лаб. № 3, зав. - д.х.н., профессор М.М. Краюшкин).

 

Разработан новый тип катализаторов очистки выхлопных газов дизельных двигателей – комбинированная каталитическая система, представляющая собой механическую смесь оксидного (CeO2-ZrO2, Mn/CeO2-ZrO2 и т.п.) и цеолитного компонентов. Разработанная каталитическая система позволяет одновременно решать несколько задач: окисление сажи, окисление остаточных углеводородов топлива и селективное каталитическое восстановление оксидов азота. Принципиальная новизна подхода заключается в том, что все три процесса могут проводиться на едином каталитическом блоке. При этом удаление оксидов азота путем их селективного каталитического восстановления может осуществляться в области низких температур (150-250°С), что позволяет решать проблему «холодного старта» - нейтрализации загрязняющих соединений, образующихся при запуске двигателя, а также при движении автотранспорта в «городском» режиме – частые остановки и разгоны [Catalysis Today, 258 (2015) 183–189 (IF=3.893)] (лаб. № 35, зав. - д.х.н., профессор А.Ю. Стахеев совместно с компанией «Хальдор Топсе» (Дания).

 

В рамках сотрудничества с компанией ООО «Диамед» при ФГБУ ГНЦ ФМБЦ им А.И. Бурназяна разработаны улучшенные методики получения сырьевых компонентов (лигандов) для отечественных радиофармацевтических препаратов, таких как Теоксим, Бромезид, Технемаг. Это позволило оптимизировать сырьё для указанных препаратов, а в случае Теоксима заместить более дорогое импортное сырье (лаб. № 17, зав. - д.х.н. В.В. Семенов).

 

При консультационной поддержке ИОХ РАН на ООО «ПИКФАРМА-ХИМ» (г. Белгород) запущено производство субстанции - ипидакрина хлоргидрата для последующего производства лекарственного препарата «Аксамон» (лаб. № 17, зав. - д.х.н. В.В. Семенов).

 

Конференции, проводимые институтом:

19 - 21 июня 2019 года

Второй Российско-французский семинар по химии гипер- и гипокоординированных соединений и интермедиатов элементов 14-й группы Периодической системы

с 13 по 17 мая 2019 г

Всероссийская конференция «Взаимосвязь ионных и ковалентных взаимодействий в дизайне молекулярных и наноразмерных химических систем» (ChemSci-2019)

22 – 23 мая 2019 года

VIII Молодежная конференция ИОХ РАН

15 - 20 сентября 2019 года

Международная конференция "Катализ и органический синтез" (ICCOS-2019)

Все конференции »

Важные события:

Поздравляем сотрудника ИОХ РАН Валентина Ананикова с избранием членом Европейской академии наук (Academia Europaea) Европейская академия наук (Academia Europaea) была основана в 1988 году и объединяет около четырех тысяч признанных специалистов в области математики, медицины, естественных наук, а также гуманитарных наук, права, экономических, социальных и политических наук из большинства стран Европы. В её состав также входят европейские ученые, проживающие в других регионах мира. В настоящее время в составе академии семьдесят два Нобелевских лауреата, причем многие из них были избраны в академию до получения премии.
Этой осенью в Институте органической химии им. Н.Д.Зелинского (ИОХ) РАН прошла Международная конференция ChemTrends – 2018, посвященная современным тенденциям развития химии. На которой были подробно представлены результаты пятилетней работы исследователей ИОХ РАН по масштабной программе “Органические и гибридные молекулярные системы для критических технологий в интересах национальной безопасности и устойчивого развития”
Работа молодых ученых ИОХ РАН заняла первое место в конкурсе «Снимай науку!» телеканала «Наука». На международный конкурс было прислано 1552 заявки из 110 городов из семи стран. Первое место во всех номинациях по результатам интернет-голосования и приз победителя по решению жюри получил видеоролик «Вера, Надежда, Наука», автором которого является Наталия Шубина из лаборатории Металлокомплексных и наноразмерных катализаторов.
Конференция ChemTrends-2018 собрала ученых из России, США, Великобритании, Франции, Норвегии, Ирландии, Германии и других стран. Более тридцати приглашенных докладов высветили современные тенденции химической науки. На конференции представлены результаты проекта по исследованию органических и гибридных молекулярных систем, полученные в рамках Гранта РНФ на реализацию комплексных научных программ организаций.
Все события »