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

Лаборатория химии 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
Как локдаун помог установить механизм реакции. Ученые ИОХ РАН обнаружили необычный мультикомпонентный процесс Как локдаун помог установить механизм реакции. Ученые ИОХ РАН обнаружили необычный мультикомпонентный процесс
Изучение механизмов органических реакций зачастую является долгой и кропотливой работой. Особо сложными являются процессы, в результате которых образуется…
В ИОХ РАН разработан метод автоматического анализа масс-спектров высокого разрешения В ИОХ РАН разработан метод автоматического анализа масс-спектров высокого разрешения
Масс-спектрометрия представляет собой удобный, высокочувствительный и надежный метод анализа сложных смесей, который имеет ключевое значение для создания…
В ИОХ РАН состоялись две защиты кандидатских диссертаций В ИОХ РАН состоялись две защиты кандидатских диссертаций
14 сентября 2022 г. в ИОХ РАН состоялись две успешные кандидатские защиты
Молодые учёные ИОХ РАН: Дмитрий Аргунов Молодые учёные ИОХ РАН: Дмитрий Аргунов
к.х.н., научный сотрудник Область исследований: химия углеводов, спектроскопия ЯМР, хроматография Лаборатория химии гликоконъюгатов №52
Делегация ИОХ РАН приняла участие в конференции «Современные проблемы органической химии» Делегация ИОХ РАН приняла участие в конференции «Современные проблемы органической химии»
С 12 по 14 сентября в г. Новосибирске состоялась Всероссийская научная конференция с международным участием «Современные проблемы органической химии»,…
В ИОХ состоялась встреча Президента РАН, академика А.М. Сергеева с членами ОХНМ РАН. В ИОХ состоялась встреча Президента РАН, академика А.М. Сергеева с членами ОХНМ РАН.
14 сентября 2022 г. наш Институт посетил Президент Российской академии наук, академик РАН Александр Михайлович Сергеев. В преддверии выборов президента…

Лаборатория химии 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