Молодые учёные ИОХ РАН: Лесников Владислав

I. S. Golovanov, R. S. Malykhin, V. K. Lesnikov, Yu. V. Nelyubina, V. V. Novikov, K. V. Frolov, A. I. Stadnichenko, E. V. Tretyakov, S. L. Ioffe, A. Yu. Sukhorukov, Revealing the Structure of Transition Metal Complexes of Formaldoxime, Inorg. Chem. 2021, 60, 5523-5537. DOI: 10.1021/acs.inorgchem.0c03362

Научные исследования посвящены разработке методов получения и изучению структуры и координационных свойств органических гидроксиламинов, а также исследованию каталитических свойств их комплексов. Введение гидрокси-заместителей к атомам азота открывает возможности для контроля и подстраивания координационных и стерических требований лиганда под конкретные практические задачи. Несмотря на интенсивные исследования различных гидроксиламинов в последние годы, вопросы взаимосвязи между их структурой и координационными свойствами пока остаются открытыми.

Образование устойчивых комплексов d-металлов с формальдоксимом известно с конца XIX века и широко применяется в спектрофотометрическом анализе. Однако структура этих координационных соединений была неизвестна. Нам удалось впервые структурно охарактеризовать эти комплексы для железа, марганца и никеля и показать, что лигандом в них выступает не формальдоксим, а его циклотример. При этом сами комплексы имеют уникальную адамантаноподобную структуру с атомом металла в нетипичной степени окисления +4. Изучив электронную структуру различными физико-химическими и расчетными методами нам удалось объяснить феномен стабилизации высокоокисленного состояния металла циклотримером формальдоксима. Интересно, что сами эти комплексы образуются из соответствующих солей Fe(III), Ni(II) и Mn(II) при окислении воздухом.

Комплексы высоковалентных d-металлов с формальдоксимом, полученные в данной работе, могут найти интересные применения в катализе и аналитической химии. В качестве иллюстрации мы показали, что они проявляют высокую каталитическую активность в реакции аэробного окисления тиолов, имитируя действие природного фермента тиол-оксидазы.

Главная трудность, которая возникла в данном исследовании – это полнота описания соединений. Когда получаешь новое соединение, в частности, неочевидной структуры, полнота его описания играет ключевую роль в понимании его строения и свойств. Однако для изучения полученных соединений нельзя обойтись только стандартными методами ЯМР и HRMS. Некоторые из методов достаточно сложны и выходят за границы рутинных исследовательских задач, поэтому приходится прибегать к помощи коллег из соответствующих областей.

Данная работа, помимо сотрудников из ИОХ РАН, выполнена при помощи коллег из ИНЭОС им А.Н. Несмеянова, Института кристаллографии им. А.В. Шубникова, а также Института катализа имени Г.К. Борескова.

Данное исследование – первый шаг к изучению координационных свойств циклических гидроксиламинов и применению их комплексов в катализе. Мы планируем продолжить изучение свойств соединений, представляющих собой аналоги тримера формальдоксима.

Еще в детстве я собирал различные субстанции, как содержимое домашней аптечки и кухни, смешивал, наблюдая за происходящим и записывая свои наблюдения. Когда в школе начался предмет «Химия», я нашел объяснение почти всем наблюдаемым явлениям, однако «почти» меня не удовлетворило, и я продолжил искать ответы на все большее число возникающих вопросов.

После окончания с отличием Московского института тонкой химической технологии мне предстоял поиск места обучения в аспирантуре. Преподаватель, совмещающий работу в ИОХ РАН и МИТХТ, познакомил меня сначала с работой, а потом и с самим Алексеем Юрьевичем Сухоруковым, который согласился взять меня под своё крыло в качестве аспиранта.

Трудолюбием, внимательностью к мелочам, огромной силой воли и упорством, а также аккуратностью и любознательностью.

Никогда не сдаваться на сложном пути своих исследований, не опускать рук, но, если требуется, идти на компромисс. Нельзя бросать поставленную задачу или нерешенный вопрос на половине пути, однако надо уметь здраво оценивать возможности и, при необходимости, отступить и подойти к решению проблемы с другой стороны.