г. Москва, Ленинский проспект, 47
Телефон: +7 499 137-29-44
Факс: +7 499 135-53-28
20 сентября 2016 г.

Игорь МАШКОВСКИЙ: «Химия - как детский калейдоскоп каждый раз открывается с новой стороны»

Игорь МАШКОВСКИЙ: «Химия - как  детский калейдоскоп каждый раз открывается с новой стороны»

Игорь Машковский — старший научный сотрудник Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН. В 2016 году Игорь и его коллеги получили грант РНФ, посвященный исследованиям биметаллических катализаторов для реакции тонкого органического синтеза. Ученые смогли получить катализаторы с использованием уникальных биметаллических ацетатных комплексов. Интересен этот результат тем, что исследователям удается получать биметаллический сплав в очень мягких условиях.

Кандидат химических наук Игорь Машковский занимается исследованием гетерогенных биметаллических катализаторов и интерметаллических соединений в реакциях газофазного и жидкофазного селективного гидрирования и кросс-сочетания, а также изучением их структуры с привлечением современных физико-химических методов анализа. Ученые из лаборатории № 35 под руководством проф. А.Ю. Стахеева продолжительное время занимаются изучением биметаллических катализаторов.


— Одно из преимуществ гранта РНФ заключается в том, что он позволяет нашим аспирантам подготовить диссертационную работу на хорошем экспериментальном и теоретическом уровне, предоставляет возможность тесно взаимодействовать с коллегами из других лабораторий и исследовательских центров, обмениваться опытом. Грант РНФ - это совершенно другой уровень научных исследований,- признался Машковский.

Биметаллические катализаторы широко применяются в промышленности в силу своей высокой активности и термической стабильности. Одним из достоинств подобных систем является возможность варьирования каталитических свойств в широких пределах введением второго компонента. Селективное гидрирование ацетиленовых соединений относится к одной из ключевых промышленных и лабораторных реакций. Это обусловлено тем, что многие важные органические синтезы основаны на образовании новых углерод–углеродных связей с использованием ацетиленовой группы –С≡СН с последующим селективным гидрированием полученного дизамещенного алкина. Таким образом, на стадии селективного гидрирования образуются цис- и транс-алкены, широко применяющиеся в фармацевтической промышленности, производстве пищевых добавок, парфюмерии и т.д.
В гидрировании алкинов весьма эффективны палладиевые катализаторы, однако на них с высокой скоростью протекает полное гидрирование образующихся алкенов до алканов. В настоящее время в промышленности широко применяется катализатор гидрирования Линдлара – 5% Pd–PbO/CaCO. Однако, несмотря на более высокую селективность действия, он имеет ряд серьезных недостатков: присутствие в его составе значительного количества токсичного свинца и высокое содержание благородного металла.


— В гидрировании основной металл - это палладий. Палладий высокоактивен, но он дает недостаточную селективность в области высоких конверсий. И основная задача исследователей сводится к тому, чтобы увеличить селективность именно в области высоких конверсий,- пояснил Игорь.- Подготовить публикацию по катализу достаточно сложно. Теоретически ты рассчитываешь на определенный положительный эффект катализатора, а на практике может получиться, что катализатор в силу тех или иных причин не работает и все приходится начинать сначала.

Одним из эффективных методов повышения селективности действия палладиевых катализаторов является введение в их состав второго металла с образованием биметаллических частиц. Перспективный подход состоит в использовании гетероядерных биметаллических комплексов, в которых Pd и второй металл прочно связаны друг с другом. Подобная структура позволяет сохранять тесный контакт между металлами на всех стадиях приготовления и активации катализатора, что обеспечивает образование гомогенных биметаллических частиц.

— Для обеспечения высокой селективности нам нужно получить биметаллические частицы в структуре катализатора. При использовании традиционных методов приготовления для образования хорошего биметаллического сплава нужны высокие температуры активации. Наш подход заключается в использовании биметаллических ацетатных комплексов Pd со вторым металлом в качестве предшественника активного компонента. Эти комплексы с успехом синтезируются в ИОНХ РАН в лаборатории проф. М.Н. Варгафтика, нашего постоянного соавтора и одного из инициаторов и, если можно так выразиться, родителей данного исследования. Комплекс синтезирован таким образом, что два металла изначально связаны ацетатными мостиками и на всех стадиях предварительной подготовки и активации катализатора находятся в тесном контакте, что дает нам возможность получать биметаллический сплав в очень мягких условиях.
Катализаторы на основе биметаллических ацетатных комплексов помимо практического, представляют также и теоретический интерес, поскольку могут быть использованы не только в реакциях селективного гидрирования, но и в различных процессах основного и тонкого органического синтеза.


— Эта работа зародилась еще на стадии моей кандидатской диссертации. Мы тогда изучали процессы газофазного гидрирования ацетиленовых соединений на примере важной промышленной реакции гидрирования ацетилена в избытке этилена. Был разработан биметаллический катализатор, который с хорошей селективностью гидрировал ацетилен в газовой фазе, практически полностью удаляя его из смеси с этиленом. Нам стало интересно, сохранит ли катализатор свои свойства при проведении реакции в жидкой фазе. Так появился молодежный грант РФФИ, в рамках которого мы начали применять свои наработки для жидкофазных процессов. Тогда нам удалось нащупать первые ниточки, потянув за которые мы начали разматывать сложный клубок взаимодействий в системе «катализатор-реакционная среда-растворитель». В настоящее время эта работа вылилась в большой исследовательский проект для лаборатории в рамках РНФ. Уже сейчас мы разбираемся в механизме процесса и пытаемся управлять активностью и селективностью на атомарном уровне, ускоряя или замедляя реакцию. В настоящее время мы подготовили к публикации серию статей, посвященных Pd-In катализаторам в жидкофазном гидрировании различных замещенных алкинов.

Игорь окончил МИТХТ им. М.В. Ломоносова, и далее аспирантуру в ИОХ РАН. Как признается молодой ученый, готовился стать переводчиком, а в итоге жизнь связал с химией:
— На самом деле, химия выбрала меня сама. Я не успевал по срокам подать оригиналы документов в иняз и в результате, чтобы не терять год, вместе с одноклассниками поступил в МИТХТ. Серьезных планов, касающихся науки тогда не было, но постепенно, открывая для себя все новые и новые грани, влюбился в химию.
Молодой исследователь считает, что химия – это искусство. Чтобы приготовить хороший катализатор, прежде всего, нужно вдохновение. Ведь без него даже подробная методика синтеза не всегда помогает.
— Химия — наука о непознанном, область магии и чудес. Она как детский калейдоскоп всякий раз открывается с новой стороны.
Как признался И. Машковский, даже у химиков иногда бывает спад сил. Если что-то не получается, то нужно на время оставить все дела, передохнуть, успокоиться, включить диск Моцарта или Чайковского и все сразу встанет на свои места.
— Какими качествами должен обладать ученый? И какой совет Вы бы дали начинающим ученым?
— Стрессоустойчивость, вдохновение, желание довести работу до конца. Человеку должно быть интересно то, чем он занимается. Глаза должны гореть, чтобы было желание творить. и идти к намеченной цели.
В дальнейших планах у молодого исследователя продолжить заниматься наукой.
— В рамках гранта РНФ мы надеемся подготовить публикации, которые будут полезны для мирового научного сообщества. Я уверен, что по уровню экспериментального оснащения и полученных результатов, мы уже сейчас легко конкурируем не только с ведущими отечественными, но и с мировыми научными исследовательскими центрами и можем предложить свои результаты высокорейтинговым научным журналам. Все в наших руках!

СПРАВКА ИОХ РАН:

Машковский Игорь Сергеевич
Дата рождения: 7 июля 1979
Кандидат химических наук
Специальность: катализ
Октябрь 2006 – Декабрь 2009
Аспирантура Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН, Лаборатория катализа нанесенными металлами и их оксидами. Москва.
Специализация: катализ
Кандидат химических наук
Сентябрь 1996 – Июнь 2002
Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова. Кафедра технологии нефтехимического синтеза и искусственного жидкого топлива им. А.Н: Башкирова (ТНХС и ИЖТ)
Специализация: Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов
Инженер
Опыт работы
март 2002- н.вр.
Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН, Лаборатория катализа нанесенными металлами и их оксидами. Москва.
Научные интересы
биметаллические катализаторы, интерметаллические соединения, реакции селективного гидрирования, реакции кросс-сочетания, гетерогенный катализ, физико-химические методы исследования

Конференции, проводимые институтом:

23-25 октября 2019 года

ВСЕРОССИЙСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «ХИМИЯ НИТРОСОЕДИНЕНИЙ И РОДСТВЕННЫХ АЗОТ-КИСЛОРОДНЫХ СИСТЕМ» (АКС-2019)

24 сентября 2019 года.

Школа молодых ученых «ГЛИКОНАУКИ И ГЛИКОТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ»

15 - 20 сентября 2019 года

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

19 - 21 июня 2019 года

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

Все конференции »

Важные события:

В нашей науке произошло, прямо скажем, беспрецедентное событие. Ведущий международный химический журнал European Journal of Organic Chemistry весь номер посвятил российскому Институту органической химии им. Зелинского РАН. Как удалось совершить такой прорыв? Об этом корреспондент "РГ" беседует с директором института, академиком Михаилом Егоровым и членом-корреспондентом РАН Николаем Нифантьевым, который был приглашенным редактором этого номера журнала.
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.
Все события »