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

Лаборатория азотсодержащих соединений (№19)

д.х.н. Ферштат Леонид Леонидович
Заведующий: д.х.н. Ферштат Леонид Леонидович
ORCID: 0000-0002-0203-1025 Researcher ID: M-9653-2016 h-index = 21
Основные направления исследований
  • Полиазотные и азот-кислородные гетероциклические системы.
  • Химия 1,2,5-оксадиазолов.
  • Химия гетероциклических N-оксидов.
  • Химия гликольурилов и их аналогов.
  • Химия имидазотриазинов и имидазотиазолотриазинов.
  • Синтез и свойства энергоемких материалов.
  • Синтез и свойства экзогенных доноров оксида азота (II).
  • Производные гликольурилов в супрамолекулярной химии.
Лучшие результаты

  Получены новые безводородные энергоемкие бифуроксаны, содержащие азидо- и нитрогруппы. Все полученные соединения обладают высокими энтальпиями образования и хорошими детонационными параметрами. Наиболее мощным высокоэнергетическим материалом в представленной серии является 4,4’-динитро-3,3’-бифуроксан (C4N6O8), который обладает рекордной теплотой взрыва 15.3 кДж/см3, значительно превосходя топовый гексанитрогексаазаизовюрцитан CL-20. При этом чувствительность 4,4’-динитро-3,3’-бифуроксана к механическим воздействиям представляется приемлемой для возможного практического применения.

 

  Синтезирована серия высокоэнергетических органических солей, состоящих из аниона тетразолилфуроксана, эксплозофорных азидо- и азогрупп и полиазотных катионов. Полученные энергоемкие материалы обладают хорошими плотностями, очень высокими энтальпиями образования и, как следствие, высокими детонационными параметрами. Большинство синтезированных энергоемких солей обладает сравнительно низкой чувствительностью к механическим воздействиям, что делает их перспективными кандидатами для различных технологических приложений. С другой стороны, некоторые соединения обладают чувствительностью к удару на уровне инициирующих взрывчатых веществ, что наряду с высоким содержанием азота позволяет рекомендовать их в качестве экологически привлекательной альтернативы азиду свинца.

 

  Синтезирована новая серия замещенных N-аминотиогликолурилов тандемной реакцией образования гидразона – сужения цикла 3-тиоксопергидроимидазо[4,5-е]-1,2,4-триазин-6-онов с производными (Е)-3-фенил(фуран-2-ил)акролеина. S-Алкилзамещенные N-аминотиогликолурилы получали алкилированием соответствующих тиогликолурилов йодалканом или 4-хлорбензилхлоридом. Метилтиогруппу в S-метильных производных замещали гидроксильной группой в кислой среде с образованием N-аминогликольурилов. Среди синтезированных производных найдены соединения с высокой антипролиферативной активностью в отношении клеточных линий RD (рабдомиосаркома), A549 (рак легких) и HCT116 (рак кишечника) и фунгицидной активностью в отношении фитопатогенов R. solani, F. Oxysporum и F. moniliforme.

  Разработан новый каскадный метод сборки редкого NO-донорного гетероцикла – азасиднона. Предложенная стратегия синтеза основана на последовательных стадиях диазотирования, азосочетания, элиминирования и двойной перегруппировки доступных аминов. Данный подход позволяет в мягких условиях получить обширную серию азасиднонов, включая ранее труднодоступные гетероарил-замещенные азасидноны. Предварительные исследования NO-донорных свойств выявили способность азасиднонов выделять NO в широком диапазоне концентраций.

 

  Синтезированы новые молекулярные фотопереключатели на основе комбинации арилдиазенильного фрагмента и 1,2,5-оксадиазольного или 1,2,5-оксадиазол-2-оксидного гетероцикла. При облучении видимым светом (Е)-арилазо-1,2,5-оксадиазолы претерпевают фотоизомеризацию в соответствующие (Z)-изомеры, которые являются стабильными при стандартных условиях. Выявлены структурные факторы, влияющие на склонность к фотопереключению. Синтезированные фотопереключатели обладают хорошей производительностью из-за отсутствия усталости или разложения в течение не менее десяти циклов на воздухе в температурном диапазоне 20-60 °C. Кроме того, была также проведена оценка способности синтезированных арилазофуроксанов донировать оксид азота (II) in vitro и было обнаружено, что (Z)-арилазофуроксаны выделяют значительно большие количества NO, чем соответствующие (E)-изомеры, что предполагает большой потенциал этих молекулярных фотопереключателей в фотофармакология и других биомедицинских приложениях.

 

  Открыты новые гелеобразующие агенты: амиды гликольурилкарбоновых кислот, дающие двухкомпонентные гели с имидазолом. Впервые исследованы реакции гликольурилкарбоновых кислот, карбонилдиимидазола и различных аминов и получены органогели. Выявлена термообратимая природа гелей и найдены условия переходов гель-золь-гель. Морфология ксерогелей изучена методом сканирующей электронной микроскопии (SEM). Микроструктура ксерогелей образована переплетенными изогнутыми волоконами и сросшимися стержнями. Методом рентгеноструктурного анализа (РСА) обнаружена самоорганизация в со-кристаллах амидов с водой или имидазолом, и установлено, что молекулы в со-кристаллах самособираются в гомохиральные ленты.

 

  Разработаны высоко диастереоселективные методы синтеза двух различных диастереомеров полиядерных диспирогетероциклических соединений с пятью хиральными центрами, включающими пирролидинилоксиндольные и имидазотиазолотриазиновые фрагменты на основе 1,3-диполярного циклоприсоединения азометиновых илидов к арилметилиденпроизводным имидазотиазолотриазинов и основно-индуцированной перегруппировки тиазолотриазинового фрагмента. Различная последовательность стадий циклоприсоединения и перегруппировки позволяет проводить стереодивергентный синтез двух различных диастереомерно чистых продуктов из одних и тех же исходных соединений.

 

  Получены две серии функционализированных производных имидазотиазолотриазинов посредством конденсации имидазо[4,5-e]-1,2,4-триазин-3-тионов с эфирами ацетилендикарбоновой кислоты и последующей основно-катализируемой перегруппировкой полученных имидазо[4,5-e]тиазоло[3,2-b]-1,2,4-триазинов в региоизомерные имидазо[4,5-e]тиазоло[2,3-c]-1,2,4-триазины.

  Предложен новый подход к синтезу гетарилкарбаматов на основе тандема реакций конденсации-перегруппировки 2-аминогетарен-N-оксидов. Обнаруженная реакция протекает через стадию внутримолекулярного переноса N-оксидного атома кислорода и является общей для 5- и 6-членных гетероциклических N-оксидов. Для 5-членных гетарен-N-оксидов (фуроксанов) внутримолекулярная перегруппировка катализируется цианид-анионом, в то время как для 6-членных гетарен-N-оксидов достаточно катализа кислотами Льюиса.

 

Избранные публикации последних лет
Новости института
Молодые ученые ИОХ РАН на школе химиков государств-участников СНГ Молодые ученые ИОХ РАН на школе химиков государств-участников СНГ
с 25 ноября по 2 декабря 2023 года в г. Душанбе (Таджикистан) проходит Школа химиков государств-участников СНГ. Среди участников мероприятия ведущие специалисты…
Исследователями ИОХ РАН разработан метод синтеза перспективных доноров монооксида азота Исследователями ИОХ РАН разработан метод синтеза перспективных доноров монооксида азота
Азотистые гетероциклы являются наиболее часто встречающимся структурным фрагментом различных фармацевтических средств и кандидатов в лекарственные препараты.…
Всероссийская конференция им. академика В. И. Овчаренко Всероссийская конференция им. академика В. И. Овчаренко "Органические радикалы и органическая электрохимия: фундаментальные и прикладные аспекты" 13-15 ноября 2023 г.
13-15 ноября 2023 г. в нашем Институте состоялась Всероссийская конференция им. академика В. И. Овчаренко «Органические радикалы и органическая электрохимия:…
Учеными ИОХ РАН предложен фотокаталитический способ алкилирования аренов Учеными ИОХ РАН предложен фотокаталитический способ алкилирования аренов
Нуклеофильное ароматическое замещение является одним из основных подходов к модификации ароматических и гетероароматических соединений. Использование процессов…
Радикальный день ИОХ РАН – 2023 Радикальный день ИОХ РАН – 2023
В пятницу, 10 ноября 2023 г. в библиотеке Института состоялся традиционный Радикальный день ИОХ РАН, посвященный детектированию, химии и прикладным аспектам…
Исследователями ИОХ РАН разработан новый метод синтеза производных фруктофуранозы Исследователями ИОХ РАН разработан новый метод синтеза производных фруктофуранозы
Полисахариды бактериального и растительного происхождения, имеющие в составе остатки β-D-фруктофуранозы, могут быть использованы в качестве влагоудерживателей,…

Лаборатория азотсодержащих соединений (№19) ORCID: 0000-0002-0203-1025 Researcher ID: M-9653-2016 h-index = 21 ST LUCE https://zioc.ru/ 5 100 .00 RUB http://schema.org/InStock