РУС ENG
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Российская Академия Наук

Лаборатория аналогов карбенов и других нестабильных молекул (№1)

академик РАН Егоров Михаил Петрович
Заведующий: академик РАН Егоров Михаил Петрович
ORCID: 0000-0002-3161-3585 Researcher ID: L-6095-2013 h-index = 23 (WoS)
Основные направления исследований
  • Исследование лабильных интермедиатов химических реакций методом матричной ИК-спектроскопии;
  • Реакционная способность органических и элементоорганических ион-радикалов;
  • Химия и магнитно-структурные корреляции органических моно- и полирадикалов;
  • Дизайн высокоспиновых органических соединений, в том числе спин-меченых фуллеренов и графеновых нано-структур;
  • Магнетики на молекулярной основе: спин-меченые кластеры металлов, металл-нитроксильные магнетики, летучие магнитноактивые комплексы;
  • Органический и элементоорганический электросинтез;
  • Изучение электрокаталитических мультикомпонентных и каскадных процессов для селективного получения фармакологически активных сложных молекулярных гетероциклических систем;
  • Создание каталитических классических, а также «solvent-free» и «on-solvent» мульти-компонентных процессов селективного получения фармакологически активных сложных молекулярных гетероциклических систем.
Лучшие результаты

  Методом ИК-спектроскопии в матрицах аргона зарегистрировано образование комплекса между SiCl2 и CO состава 1 : 1, в котором силилен координируется по атому C монооксида углерода. Положительный сдвиг полосы колебаний n(CO) комплекса и теоретический анализ его строения свидетельствуют о его принадлежности к неклассическим карбонильным комплексам. Это первый экспериментально зарегистрированный неклассический карбонильный комплекс силиленов. Основным направлением фотопревращений комплекса является его распад на исходные реагенты. Теоретически изучена поверхность потенциальной энергии системы SiCl2+CO. Показано, что дальнейшие термические превращения первоначально образующегося комплекса энергетически не выгодны.

 

 

  Методом матричной ИК-спектроскопии изучено взаимодействие SiCl2 с 1,3-бутадиеном. Найдено, что в условиях низкотемпературных (10 К) инертных (Ar) матриц реакция между SiCl2 и 1,3-бутадиеном останавливается на стадии образования комплексов между реагентами. Это позволило впервые изучить фотохимическую версию взаимодействия силиленов с сопряженными диенами на примере данной реакционной системы. Показано, что фотоиндуцированное превращение комплексов приводит к образованию двух продуктов, 1,1-дихлор-1-силациклопент-3-ена и лабильного 1,1-дихлор-2-винил-1-силациклопропана, в сравнимых количествах, тогда как при термическом взаимодействии SiCl2 с 1,3-бутадиеном образование 1,1-дихлор-2-винил-1-силациклопропана является кинетически и термодинамически заметно менее выгодным, и в результате реакции образуется только 1,1-дихлор-1-силациклопент-3-ен.

 

 

  Разработана эффективная катализируемая новой системой катализатор-растворитель мультикомпонентная трансформация салициловых альдегидов, 2-аминопроп-1-ен-1,2,3-трикарбонитрила и 4-гидроксипиридин-2(1H)-онов в ранее неизвестные 5-(4-гидрокси-2-оксо-1,2-дигидропиридин-3-ил)-5H-хромено[2,3-b]пиридины с выходом 70-97%. Полученные в ходе исследования гетероциклические системы относятся к соединениям, широко известным как ‘privileged medicinal scaffolds’, а именно к классам соединений, активно взаимодействующих с биологическими рецепторами и характеризующимися ярко выраженной биохимической и фармакологической активностью.

 

https://media.springernature.com/lw685/springer-static/image/art%3A10.1007%2Fs11030-019-09968-x/MediaObjects/11030_2019_9968_Figa_HTML.png

 

  Разработана эффективная катализируемая морфолином мультикомпонентная трансформация салициловых альдегидов, 2-аминопроп-1-ен-1,2,3-трикарбонитрила и триалкилфосфитов в ранее неизвестные 5-диалкилфосфонат замещенные 2,4-диамино-5H-хромен[2,3-b]пиридины с выходом 56-86%. Полученные в ходе исследования гетероциклические системы относятся к соединениям, широко известным как ‘privileged medicinal scaffolds’, а именно к классам соединений, активно взаимодействующих с биологическими рецепторами и характеризующимися ярко выраженной биохимической и фармакологической активностью.

 

https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/cms/asset/eda38594-5185-44f9-9879-9e77a5b9b579/ejoc201900240-toc-0001-m.jpg

 

  Разработан медиаторный электросинтез наночастиц меди с использованием метилвиологена как редокс-медиатора и растворяемого Cu-анода как источника ионов меди. Реализация процесса хорошо контролируется по изменению цвета раствора. Идентификация частиц осуществлена методами ЦВА, электронной микроскопии и рентгено-дифракционного анализа.

 

 

 

 

  Предложена и экспериментально обоснована система подходов к анодному С-Н тиоцианированию (гет)аренов различного строения и реакционной способности (анилины, дигидроксибензолы, пирролы, индолы, пиразол[1,5-a]пиримидины, азопиразолы). В результате, используя те или иные условия электролиза смеси «тиоцианат ион / арен», синтезировано свыше 20 оригинальных моно-,  дитиоцианато- и азолилтиоцианато(гет)аренов с выходом до 90%. Выявленная противогрибковая активность ряда полученных веществ сопоставима или превосходит современные противогрибковые препараты (флуконазол, итраконазол, амфотерицин Б), что обеспечивает прикладное развитие настоящих исследований.

 

https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/cms/asset/769d37fc-9db5-48e7-a0c8-d40f6ab368ca/ejoc201900390-toc-0001-m.jpg

 

  Методами циклической вольтамперометрии, хроноамперометрии и электролиза при контролируемом потенциале исследован механизм электровосстанавления  потенциально биологически активных бензо(а)феназин-7,12-диоксида и аценафто-1,4-диоксид хиноксалина в ДМФА (0,1М Bu4NClO4. Показано, что эти соединения в ходе электровосстановления образуют достаточно стабильные в неводной среде анион-радикалы, которые в присутствии доноров протонов распадаются с отщеплением радикала ·ОН. Согласно литературным данным образование радикала ·ОН в результате биовосстановления диоксидов определяет их активность как биологических агентов.

 

 

 

  Совместно с лабораторией Игоря Алабугина (Университет Флориды, США) предложена, разработана и описана концепция апконверсии электронов. Представлено два общих типа электрон-апконвертных систем – диссоциативные (функционирующие на основе внутримолекулярной фрагментации) и ассоциативные (основанные на бимолекулярном образовании трехэлектронной связи). Показано, что возможное применение апконверсии восстановителей включает в себя электрокаталитические процессы, фоторедокс-каскады, дизайн медицинских препаратов, фоторепарацию ДНК и др.

 

 

  Предложен новый экологически безопасный подход к электроосаждению германиевых наночастиц для применения в литий-ионных батареях высокой емкости. Метод позволяет избежать использования агрессивных, токсичных и химически нестабильных галогенидов германия, заменив их цитратом германия. Используемые при этом лимонная и уксусная кислоты, пропиленгликоль (а также вода) относятся к категории пищевых продуктов, а токсическое воздействие цитрата германия сопоставимо с токсичностью хлорида натрия. На основе полученных материалов сконструированы литий-ионные батареи по своим характеристикам не уступающие образцам изготовленным по традиционной экологически небезопасной технологии. Развиты новые, простые и эффективные, подходы к формированию практически полезных кремний- и германийсодержащих продуктов. На основе легкодоступного водорастворимого 2-карбоксиэтилсесквиоксида германия получены наночастицы, показавшие превосходные результаты в качестве анодов литий-ионных батарей – стабильные при многократном циклировании и обладающие емкостью до двух раз превосходящую предельно доступную для общеиспользуемого в настоящее время графита. Предложен метод получения способного флуоресцировать нанопористого кремния на основе электрохимического травления с использованием ионных жидкостей взамен традиционно используемой для этого в настоящее время плавиковой кислоты.

 

  

 

 

  Получен и структурно охарактеризован гетероспиновый квартетный трирадикал, содержащий оксовердазил и два нитронилнитроксильных фрагмента. Трирадикал устойчив на воздухе и обладает высокой термической стабильностью в инертной атмосфере. Данные магнитных измерений указывают на достаточно сильные внутримолекулярные обменные ферромагнитные взаимодействия между парамагнитными центрами. Полученный гетероспиновый трирадикал с квартетным основным состоянием может служить платформой для получения дендримерных высокоспиновых систем. DOI: 10.1021/jacs.1c02938

 

 

 

Избранные публикации последних лет
Новости института
В ИОХ РАН продолжаются исследования фотохимических превращений терариленов, содержащих фрагмент алломальтола В ИОХ РАН продолжаются исследования фотохимических превращений терариленов, содержащих фрагмент алломальтола
В рамках продолжающихся исследований ученых Лаборатории гетероциклических соединений ИОХ РАН в области фотоиндуцированных превращений терариленов была…
Лаборатории, с которых начался ИОХ: очерк о научных сотрудниках отдела Н.Д. Зелинского и достижениях их подразделений Лаборатории, с которых начался ИОХ: очерк о научных сотрудниках отдела Н.Д. Зелинского и достижениях их подразделений
В 2021 году исполнилось 160 лет со дня рождения выдающегося химика-органика Николая Дмитриевича Зелинского. Сегодня мы продолжаем вспоминать о лабораториях…
Учёные ИОХ РАН продолжают исследования фотокаталитических процессов Учёные ИОХ РАН продолжают исследования фотокаталитических процессов
В рамках продолжающихся исследований сотрудников Лаборатории функциональных органических соединений ИОХ РАН в области поиска новых фотокаталитических превращений…
На страже безопасности : о работе Отдела «Пожарно-сторожевой охраны, гражданской обороны и защиты от чрезвычайных ситуаций» ИОХ РАН На страже безопасности : о работе Отдела «Пожарно-сторожевой охраны, гражданской обороны и защиты от чрезвычайных ситуаций» ИОХ РАН
В последнее время в нашей стране вопросам безопасности научных и образовательных учреждений всех видов и уровней уделяется пристальное внимание. Противодействие…
«Радикальный день» ИОХ РАН и его подробности «Радикальный день» ИОХ РАН и его подробности
В середине ноября в Институте органической химии имени Н.Д. Зелинского прошел форум «Радикальный день ИОХ РАН», посвященный химии и прикладным аспектам…
Обзор исследователей ИОХ РАН попал на обложку журнала Synthesis Обзор исследователей ИОХ РАН попал на обложку журнала Synthesis
Азот-содержащие гетероциклические соединения — одни из самых распространенных и ценных структурных каркасов в современной органической химии. Пяти- и шестичленные…

Лаборатория аналогов карбенов и других нестабильных молекул (№1) ORCID: 0000-0002-3161-3585 Researcher ID: L-6095-2013 h-index = 23 (WoS) ST LUCE https://zioc.ru/ 5 100 .00 RUB http://schema.org/InStock