Химический факультет ННГУ им.Н.И.Лобачевского

Направления научных исследований

Подготовка кадров ведется по приоритетному направлению науки «Новые материалы и направления химической науки». Участники научно-педагогической школы «Органическая и элементоорганическая химия – свободно-радикальные реакции в жидкой фазе», организованной академиком Разуваевым Г.А. и проф. Додоновым В.А. развивает научные идеи на стыке органической и элементоорганической химии.
Существенным достижением является создание и эффективное развитие нового раздела в химической науке – химия металлосодержащих пероксидов (МОП).
В настоящее время исследования проводятся по четырем направлениям.

Направление 1
Ранее на основе МОП и органических алкильных производных бора предложены низкотемпературные радикальные инициаторы, позволяющие получать сополимеры винилового ряда в широком интервале температур -20°С - +45°С с высокими скоростями и конверсией, близкой к 100%. В развитии этого направления исследования проводится поиск и изучение комплексных элементосодержащих инициирующих систем, позволяющих осуществлять, например, полимеризацию ММА в контролируемом режиме в блоке с участием радикальных инициаторов, п-хинонов и металлосодержащих соединений III и IV групп. Показано, что компоненты инициирующих систем, в отличие от традиционных радикальных инициаторов, выполняют роль не только инициатора, но и являются регуляторами роста макроцепи и обрыва реакционных цепей.

Исследования проводят: д.х.н., проф. Додонов В.А., к.х.н., доцент Старостина Т.И., к.х.н., доцент Кузнецова Ю.Л., м.н.с. Вилкова А.И., аспиранты, магистранты и дипломники.

Литература:

Ю.Л. Кузнецова, С.А. Чесноков, С.Д. Зайцев, В.А. Додонов. Фотополимеризация метилметакрилата в присутствии системы три-н-бутилбор - п-хинон. Высокомолек. соед. Серия А, 2010 (в печати).
В.А. Додонов, А.И. Вилкова, Ю.Л. Кузнецова, Н.Ю. Шушунова, С.А. Чесноков, Ю.А. Курский, А.Ю. Долгоносова, А.С. Шаплов. Макроинициаторы радикальной контролируемой полимеризации метилметакрилата на основе системы трибутилбор – нафтохинон. Высокомолек. соед., 2010 (в печати).
Додонов В.А., Кузнецова Ю.Л., Вилкова А.И., Скучилина А.С., Неводчиков В.И., Белодед Л.Н. Неконтролируемая псевдоживая радикальная полимеризация метилметакрилата в присутствии бутилзамещенных п-хинонов. Изв. АН, Сер. хим., 2007, 6, 1119-1122.
Вилкова А.И., Кузнецова Ю.Л., Додонов В.А., Лопатин М.А. К вопросу о радикальной полимеризации метилметакрилата в присутствии системы три-н-бутилбор – 1,4-нафтохинон. Cб. Вестник ННГУ. Серия Химия, 2006, 1(5), 141-146.
Додонов В.А., Кузнецова Ю.Л., Лопатин М.А., Скатова А.А. Взаимодействие полиметилметакрилатных радикалов с некоторыми п?хинонами в присутствии три-н-бутилбора при полимеризации метилметакрилата. Изв. АН, Сер. хим., 2004, 10, 2114-2119.
Додонов В.А., Кузнецова Ю.Л., Вилкова А.И., Еремина Т.В. Диффузионно-контролируемая живая радикальная полимеризация метилметакрилата. Тез. докл. Всероссийской конференции по органической химии. Москва. 25-30 октября, 2009, 169.
A. Vilkova, V. Dodonov. Polymerization of Methylmethacrilate at presence of the system Alkylborane – p-Quinone. Book of Abstracts. International Conference on Organometallic and Coordination Chemistry. September 2-8, 2008, Y 21.

Гранты:

РФФИ 05-03-08093-офи_а «Новые органические полимерные материалы на основе лактидов, эпоксидов и акрилатов» 2005 -2006гг.
РФФИ 08-03-01045-а «Влияние строения п-хинона и боралкила на реализацию псевдоживой радикальной (со)полимеризации виниловых мономеров в массе и в присутствии ионных жидкостей» 2008 -2010 гг.
НК-536п «Радикальные системы в сочетании элементоорганических соединений с окислителями (О2, пероксид), направленные на решение теоретических и прикладных задач в радикальной контролируемой полимеризации и модификации акрилатных адгезивов» 2010-2013 гг.

Направление 2
Система, включающая боралкил или его комплексные соединения с амином и другими лигандами, в присутствии окислителя (элементоорганический или органический пероксид, кислород) положены в основу создания нового поколения акрилатных клеевых композиций, позволяющих склеивать «неклеющиеся» термопласты с низкой поверхностной энергией: полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП), поливинилхлорид (ПВХ), фторопласт-4 и другие полимерные материалы на их основе без предварительной обработки поверхностей при комнатной температуре. При этом прочность клеевых соединений составляет 6-14 МПа. Истинную адгезию клеевых соединений на термопластах часто не удается определить из-за низкой когезионной прочности полимерного материала. По данному направлению получено 6 авторских свидетельств в 1983-1989 г.г.
Работы в этом направлении проводились, начиная с 1998 года, совместно с крупнейшей американской химической компанией The Dow Chemical Company, а точнее с ее дочерним отделением The Dow Automotive. Клеевые композиции, получившие в настоящее время название Betamate LESA (Low Energy Surface Adhesive), открывают новые возможности заменить сварные швы, механические крепежные детали и другие изделия при конструировании и монтаже современных автомобилей. Композиция LESA наносится на поверхность без предварительной обработки и затвердевает при комнатной температуре, не требуя дополнительного давления в процессе отверждения. Данная технология используется в настоящее время во всем мире при создании, проектировании, разработке и производстве рамок радиатора для автомобилей, а также элементов охлаждения автомобиля, защелок капота и других компонентов. Самое же главное – новая технология позволяет снизить стоимость изделия, уменьшить вес, увеличить жесткость рамок радиатора. Клеевая композиция Betamate LESA на конкурсе, проведенном американским журналом Research and Development, была выбрана независимым жюри как одна из перспективных и важных новых прорывных технологий года (2009 г).

Исследования проводят: д.х.н., проф. Додонов В.А., д.х.н., проф. Гущин А.В., д.х.н., проф. Степовик Л.П., к.х.н., доцент Гуленова М.В., аспиранты, магистранты и дипломники.

Литература, авторские свидетельства:

Гущин А.В., Прыткова Л.К., Шашкин Д.В., Додонов В.А., Курский Ю.А., Рыкалин В.И. Получение диакрилата трифенилсурьмы и исследование его строения. Cб. Вестник ННГУ. Серия Химия, 2010 (в печати).
Гущин А.В., Прыткова Л.К., Шашкин Д.В., Додонов В.А., Сомов Н.В., Шавырин А.С., Рыкалин В.И. Получение акрилата тетрафенилсурьмы и исследование его строения. Журн. общ. хим., 2010 (в печати).
Гущин А.В., Прыткова Л.К., Шашкин Д.В., Додонов В.А., Шавырин А.С., Сомов Н.В., Фукин Г.К., Черкасов А.В., Рыкалин В.И. Получение диметакрилата трифенилсурьмы и исследование его строения. Изв. АН. Сер. Хим. 2010 (в печати).
Malysheva Y.B., Gushchin A.V., Mei Y., Lu Y., Ballauff M., Proch S., Kempe R. C-C-Coupling of Triphenylbismuth(V) Derivatives and Olefins in the Presence of Palladium Nanoparticles Immobilized in Spherical Polyelectrolyte Brushes. Eur. J. Inorg. Chem., 2008, 379-383.

Авторские свидетельства:

Додонов В.А., Разуваев Г.А., Жаров Ю.В., Иванова Ю.А., Орлова З.В. Способ склеивания полиэтилена, 1982 (без права публикации).
Додонов В.А., Разуваев Г.А., Жаров Ю.В., Краснов Ю.Н., Ениколопов Н.С. Способ склеивания полимерных материалов со сталью, 1983 (без права публикации).
Додонов В.А., Разуваев Г.А., Жаров Ю.В., Краснов Ю.Н. Композии для склеивания фторопласта и полиэтилена, 1988 (без права публикации).
Додонов В.А., Жаров Ю.В., Краснов Ю.Н., Разуваев Г.А., Парсамян Л.О. Способ склеивания алюминия с термопластами, 1990 (без права публикации).
Додонов В.А., Жаров Ю.В., Краснов Ю.Н., Чесноков В.В. Композиции для склеивания термопластов, 1990 (без права публикации).
Додонов В.А., Жаров Ю.В., Краснов Ю.Н., Чесноков А.В. Способ склеивания термопластов, 1990 (без права публикации).
Додонов В.А., Старостина Т.И., Гущин А.В., Гарусова Ж.В., Пузанкова А.Г. Способ получения низкомолекулярного полиметилметакрилата. Патент на изобретение № 2140931. Приоритет 13.06.97. Б.И. № 31. 1999.

Гранты:

Договор с Dow Chemical Company (Research Agreement № 220394).
Хоз. договор с Институтом физики высоких энергий. г. Протвино (№ 633).
НК-536п «Радикальные системы в сочетании элементоорганических соединений с окислителями (О2, пероксид), направленные на решение теоретических и прикладных задач в радикальной контролируемой полимеризации и модификации акрилатных адгезивов» 2010-2013 гг.

Направление 3
Проблема химической активации дикислорода на металлическом центре остается одной из наиболее обсуждаемых проблем в мировой химической науке. Подобная активация на металле, как мы полагаем, остается основой внимания каталического жидкофазного окисления, при этом являясь одним из важнейших разделов химической физики. Решение этой проблемы повысит степень знаний в понимании не только каталитических окислительных производственных процессов, но и в протекающих сложных биохимических реакциях. Установлено, что активация дикислорода происходит посредством образования промежуточных пероксидных производных типа озонидов М?ОООС- (М = алюминий, титан, ванадий и др. металлы 3d-ряда) и η2-пероксидов.
(L- органический лиганд, М – висмут, медь)
Названные пероксиды генерируют электроновозбужденный кислород, выступающий эффективным низкотемпературным (+20°С) окислителем С-Н связей метиленовых групп в алифатических и алкилароматических углеводородах. Окисление проходит селективно, главным образом до оксо- (С=О), и в меньшей степени до окси-производных (С-ОН) этих углеводородов.

Исследования проводят: д.х.н., проф. Додонов В.А., д.х.н., проф. Степовик Л.П., к.х.н., доцент Забурдаева Е.А., к.х.н., доцент Гуленова М.В., аспиранты, магистранты и дипломники.

Литература:

Гуленова М.В., Додонов В.А., Степовик Л.П., Шабалина Т.А. Каталитическое окисление некоторых сульфидов с участием ванадийсодержащих пероксидов. Изв. РАН, Сер. хим., 2010 (в печати).
Забурдаева Е.А., Додонов В.А. Окисление фенилсодержащих сульфидов под действием системы три-трет-бутилат алюминия - трет-бутилгидропероксид. Изв. РАН, Сер. хим., 2010 (в печати).
Степовик Л.П., Гуленова М.В., Мартынова И.М., Марьясин Б.А., Черкасов В.К. Исследование окислительной системы тетра-трет.-бутоксид титана – трет.-бутилгидропероксид: физико-химические и химические аспекты. Журн. общ. хим., 2008, 78 (2), 288-298.
Додонов В.А., Забурдаева Е.А., Челебаева Е.Н., Куропатов К.А. Радикальное низкотемпературное окисление дибензилсульфида под действием системы трифенилвисмут – трет.-бутилгидропероксид. Изв. РАН. Сер. хим., 2008, 6, 1183-1185.
E.А Zaburdaeva, V.A. Dodonov, L.P. Stepovik Oxygen activation on metallic centers and oxidizing abilities of such oxygen. J. Organomet. Chem., 2007, 692, 1265-1268.
Степовик Л.П., Гуленова М.В., Тишкина А.Н., Черкасов В.К. Система алкоксипроизводное ванадия - трет-бутилгидропероксид – окислитель С-Н связей углеводородов. ЖОХ. 2007, 77, 1173-1181.
Степовик Л.П., Гуленова М.В. Реакции алкоголятов титана Ti(OR)4 (R = n-Bu, t-Bu) с тертичными органическими и элементорганическими гидропероксидами // Журн. общ. хим., 2006, 76, 249-258.
Гуленова М.В., Степовик Л.П., Черкасов В.К. Реакции алкоголятов циркония с трет-бутилгидропероксидом. Окислительная способность системы Zr(OBu-t)4 –t-BuOOH. Журн. общ. хим., 2006, 76, 1024-1033.
Л.П. Степовик, М.В. Гуленова, А.С. Шавырин, Г.К. Фукин. Низкотемпературное окисление 3,6-ди-трет-бутил-о-бензохинона и 3,6-ди-трет-бутилпирокатехина трет-бутилгидропероксидом в присутствии трет-бутилатов алюминия, титана и циркония. Журн. общ. хим., 2006, 76, 1329-1336.
Степовик Л. П., Гуленова М. В., Ваганова Т. А., Черкасов В. К. Реакции алкоксипризводных ванадия с трет-бутилгидропероксидом. Доказательства промежуточного образования ванадийсодержащих триоксидов. Cб. Вестник ННГУ. Серия Химия, 2006, 1(6), 31-38.

Гранты:

РФФИ 05-03-97050-р_поволжье_а «Методы синтеза электронно-возбужденного (синглетного) дикислорода в жидкой фазе на базе металлосодержащих пероксидов. Оксигеназные процессы» 2008-2009 гг.

Направление 4
В группе профессора Федорова А.Ю. проводятся исследования по синтезу физиологически активных препаратов. Получен ряд новых флавоноидных противоопухолевых агентов, демонстрирующих высокую цитотоксическую активность, а также значительную активность при ингибировании полимеризации тубулина. Показано, что синтезированные противоопухолевые молекулы являются лигандами колхицинового сайта белка тубулина, блокирующими G2/M фазу клеточного цикла. Получены константы взаимодействия синтезированных молекул с тубулином.
Созданы наноразмерные (11 – 150 нм) липосомные системы селективной доставки природных противоопухолевых агентов (липофильных арилкумаринов и комбретастатина А-4) к опухолевым тканям. Применение липофильных производных комбретастатина А-4 в липосомной форме, оснащенной углеводными Sialyl Lewis x-векторами, позволяет в значительной степени снизить системную токсичность СА-4 на модели мышей линии BLRB-Rb (8.17)1Iem. Установлено, что при внутривенном введении липосомной формы СА-4-Ole модели мышей BLRB/BYRB с высокой частотой спонтанного развития рака молочных желез приводит к остановке роста опухоли на 4, 5, 6 неделях после детектирования новообразования.

Исследования проводят: д.х.н., проф. Федоров А.Ю., к.х.н., ст. преп. Малышева Ю.Б., аспиранты, магистранты и дипломники.

Литература:

S. Combes, P. Barbier, S. Douillard, A. McLeer-Florin, V. Bourgarel-Rey, J.-T. Pierson, A. Yu. Fedorov, J.-P. Finet, J. Boutonnat, V. Peyrot, Synthesis and biological evoluation of 4-arylcoumarins analogues of combretastatin. J. Med. Chem., 2010 (in press, manuscript number jm-2009-01826e).
Ситников Н.С., Шавырин А.С., Фукин Г.К., Белецкая И.П., Комб С. , Федоров А.Ю., Синтез 4-[2-(гидроксиметил)арил]кумаринов. Изв. АН, Сер. Хим., 2010, 3, 612-617.
Ganina O.G., Fedorov A. Yu., Beletskaya I. P. Palladium-catalyzed reactions of 4-trifluoromethanesulfonyloxycoumarins with amides and NH-heterocycles. Synthesis. 2009, 3689-3693.
Naumov, M.I., Nuchev, A.V., Sitnikov, N.S., Malysheva, Yu.B., Shavirin, A.S., Beletskaya, I.P., Gavryushin, A.E., Combes, S., Fedorov, A.Yu. 2-(Azidomethyl)arylboronic acids in the synthesis of coumarin-type compounds. Synthesis, 2009, 1673-1682.
Ganina, O.G., Daras, E., Bourgarel-Rey, V., Peyrot, V., Andresyuk, A.N., Finet, J.-P., Fedorov, A.Yu., Beletskaya, I.P., Combes, S. Synthesis and biological evoluation of polymethoxylated heteroarylcoumarins as tubulin assembly inhibitors. Bioorg. Med. Chem., 2008, 16, 8806-8812.
Naumov, M.I., Sutirin, S.A., Shavyrin, A.S., Ganina, O.G., Beletskaya, I.P., Bourgarel-Rey, V., Combes, S., Finet, J.-P., Fedorov, A.Yu. Cascade synthesis of polyoxygenated 6H,11H-[2]benzopyrano-[4,3-c]benzopyran-11-ones. J. Org. Chem., 2007, 72, 3293-3301.
О.Г.Ганина, И.С.Веселов, Г.В.Гришина,А.Ю.Федоров, И.П.Белецкая, Синтез 4-аминокумаринов на основе трифлатов 4-гидроксикумаринов. Изв. АН, Сер. Хим., 2006, 1583-1588 (Russ. Chem. Bull. 2006, 55, 1642-1647 (English version)).
Б.А. Марьясин, А.С. Шавырин, Ж.-П.Фине,А.Ю.Федоров, Применение триацетата 2-(метоксикарбонил)фенилсвинца в синтезе лактонов. Изв. АН, Сер. Хим., 2006, 1554-1557 (Russ. Chem. Bull. 2006, 55, 1612-1616 (English version)).
Finet, J.-P.,Fedorov, A.Yu. Tris(polymethoxyphenyl)bismuth Derivatives: Synthesis and Reactivity. J. Organomet. Chem., 2006, 691, 2386-2393.
О. Г. Ганина, С. Г. Замотаева, О. В. Косенкова, М. А. Носарев, А. С. Шавырин, Ж.-П. Фине,А. Ю. Федоров, 2-(Азидометил)фенилбороновая кислота в каскадном синтезе изохинолиновых производных. Изв. АН, Сер. Хим., 2005, 1560-1565 (Russ. Chem. Bull, 2005, 54, 1606-1611 (English version)).
А. Ю. Федоров, Ж.-П. Фине, О. Г. Ганина, М. И. Наумов, А. С. Шавырин, Реакции восстановительного сочетания с участием висмут- и свинецорганических арилирующих агентов в синтезе бензопирановых производных. Изв. АН, Сер. Хим., 2005, 2520-2529 (Russ. Chem. Bull, 2005, 54, 2602-2611 (English version)).
Naumov, M.I., Ganina, O.G., Shavirin, A.S., Beletskaya, I.P., Finet, J.-P.,Fedorov, A.Yu. Polyfunctionalized aryllead triacetates in cascade synthesis of the tetracyclic isochromanocoumarin-type compounds. Synthesis, 2005, 1178-1182.

Гранты:

Федеральная целевая программа; критическая технология - «Технологии создания биосовместимых материалов» № 2007-3-1.3-22-01-584
РФФИ 02-03-33021-а «Влияние орто-замещения арильных фрагментов в соединениях непереходных элементов на реакции восстановительного сочетания и фотоокисления» 2002-2004.
РФФИ 06-03-32772-а «Разработка стратегий синтеза полициклических производных ряда кумарина – нового класса противоопухолевых и антиацетилхолинэстеразных агентов» 2006-2008.
РФФИ 09-03-00647-a «Создание системы селективной доставки антимитотических терапевтических агентов к опухолевым тканям» 2009-2011.
РФФИ 09-03-97038-р-поволжье-а «Создание нового класса бивалентных противоопухолевых агентов» 2009-2011.
INTAS № 03-514915 «Synthesis of a New Generation of Isoflavonoid Antitumour Agents» 2004-2006.
INTAS YSF 2002-122
КЦФЕ PD02-1.3-443
DAAD A/05/58630 «Изучение механизма гомо- и кросс-сочетания производных триарилвисмута(V) в реакции Хека» 2006-2007.
DAAD A/08/79551 2009-2010.
DAAD A/08/81119 «Синтез нового поколения гибридных противоопухолевых агентов» 2009-2010.
Программа государственной поддержки ведущих научных школ РФ и молодых докторов наук, грант МД-5606.2010.3

бобры

Состав кафедры:

Направления научных исследований

Учебная работа

Финансирование

Оборудование