Институт нефтехимии и катализа РАН


Перейти к содержанию

Главное меню:


Лаборатория физико-химических проблем

ИНК РАН > Структурные подразделения > Лаборатории

Лаборатория создана в декабре 1992 года под руководством доктора химических наук, профессора Булгакова Р. Г. За время работы лаборатории подготовлено и защищено 10 кандидатов и 1 доктор химических наук. В настоящее время в лаборатории 6 сотрудников: 2 доктора и 3 кандидата наук, 1 младший научный сотрудник и 2 аспиранта.

Булгаков Р.Г.

Булгаков Рамиль Гарифовичдоктор химических наук, профессор, заведующий лабораторией физико-химических проблем.

Тематика лаборатории

Функционализация, генерация и дезактивация излучающих электронно-возбужденных состояний фуллеренов и лантанидов. Лантанидный катализ в построении новых С-С, С-N и металл-С связей

Основные направления исследований

  • изучение закономерностей, механизмов генерации и дезактивации излучающих электронно-возбужденных состояний (ЭВС) фуллеренов и их производных в химических реакциях и при поглощении квантов света;
  • исследование закономерностей и механизмов тушения ЭВС разной химической природы фуллеренами и их производными с целью моделирования процессов, происходящих при поглощении квантов света фотоактивными фуллеренсодержащими системами;
  • окислительная и другие виды функционализации фуллеренов и их производных с целью получения новых водорастворимых производных фуллеренов, перспективных для создания препаратов и систем для фармакологии и медицины, а также экстрагентов, адсорбентов, осушителей и фотоактивных систем, в том числе для утилизации солнечной энергии;
  • изучение механизмов и эффективности ингибирования химических реакций фуллеренами и их производными;
  • разработка новых теоретических подходов к оценке реакционной способности семейства фуллеренов с использованием новых индексов - поляризуемости и кривизны углеродной «поверхности»;
  • разработка эффективных лантанидных катализаторов для синтеза практически важных азотгетероциклов, восстановительного дегалоидирования углеводородов и мягкого расщепления углерод-углеродной и углерод-гетероатомной связи;
  • разработка лантанидного люминесцентного зонда для изучения механизма реакций синтеза и действия лантанидных катализаторов;
  • разработка новых способов и механизмов получения соединений лантанидов в низких степенях окисления с целью получения новых практически важных люминофоров;

Основные достижения за последние 10 лет

  • Обнаружено новое свойство фуллеренов - генерация излучающих электронно-возбужденных состояний (ЭВС) в редокс-реакциях С, С и их производных.
  • Впервые установлен полный состав продуктов озонолиза С60 и С70 в растворе: поликетоны / полиэфиры / карбоновые кислоты / вторичные озониды / эпоксиды = 6.9 / 6 / 1.44 / 1.33 / 0.33. В результате окисления фуллеренов озоном получены первые фуллереновые поликетоны, обладающие рекордной растворимостью в воде, а также первые фуллереновые гидразоны в реакции поликетонов с 2,4-динитрофенилгидразином. Эти соединения перспективны для создания фармпрепаратов.
  • Обнаружено новое свойство фуллеренов - аномально эффективное тушение ЭВС соединений разной химической природы (Д) в растворах (293 К) за счет передачи энергии на молекулы С60 и С70.
  • Установлены линейные корреляционные зависимости (ЛКЗ) между тепловыми эффектами реакций 1,3-диполярного присоединения озона и диазометана к фуллеренам и индексами кривизны реакционных центров, позволяющие рассматривать в рамках единой корреляции реакционную способность семейства фуллеренов в целом. Найденные ЛКЗиспользованы для анализа реакционной способности гипотетических углеродных нанообъектов - гигантского фуллерена C540 и наноконусов. Реакции присоединения озона по связям, в более напряженных областях углеродных каркасов - экзотермические, а по связям С-С других областей каркаса - эндотермическими. Разные знаки тепловых эффектов двух каналов реакции указывают на преимущественное протекание реакции в областях нанообъектов с повышенной кривизной, что делает возможным селективный «отжиг» фрагментов каркаса с образованием каркасных дырок.
  • Разработан новый подход к получению эффективных многофункциональных лантанидных катализаторов для синтеза практически важных азотгетероциклов, дегалоидирования углеводородов и расщепления углерод-углеродных связей, основанный на использовании в качестве базовых исходных реагентов кристаллогидратов солей лантанидов (КГСЛ).

Преимущество разработанных способов: более высокие выходы азотгетероциклов, катализаторы КГСЛ - доступные, выпускаемые отечественной промышленностью реагенты, многократное использование катализаторов; низкие температуры синтезов 25-100 С, атмосферное давление, отсутствие дополнительных реагентов.

На основе полученных 2,3-диалкилхинолинов разработан ингибитор коррозии ИКУ-1, внедренный в опытно-промышленном масштабе на ОАО Кирово-Чепецком химическом комбинате и ОАО Первоуральском новотрубном заводе.

  • Обнаружена каталитическая активность (Kat) в реакциях дегалоидирования: 1,1-дигалогенциклопропанов (с образованием циси трансгалогенциклопропанов и алкил(арил)циклопропанов), галогенбензолов (с образованием бензола и гексана), тетрахлорфенола (с образованием фенола), 4,4'-дибромбифенила до 4-бромбифенила, 4-бромбифенила (с образованием бифенила).
  • Разработан новый каталитический однореакторный способ мягкого гидрогенолиза циклоалканов (C5-С10), а так же их замещенных производных в ациклические углеводороды, в том числе функционально замещённые. Выход алканов (С5-С10) растёт с увеличением Баеровской энергии напряжения в цикле. Разработанный способ характеризуется более мягкими условиями, чем известные: низкая температура, атмосферное давление, простая технологическая аппаратура.
  • Получен новый люминофор, соединение EuCl2.(0.4-0.7)H2O.(0.04-0.07)(i-Bu2Al)2О, обладающее яркой голубой ФЛ, стабильное при комнатной температуре в инертной атмосфере, перспективное для использования в люминесцентных лампах, лазерах и рентгеновских дозиметрах

Исследования лаборатории были поддержаны РФФИ РАН (гранты: №05-03-97906 и №08-03-00278), ОХНМ РАН Программа №1 (2006 г., 2008 г.), Президиумом РАН Программа №27 (2009-2011 г.), а также программами Федерального агентства по науке и инновациям (государственные контракты №02.434.11.2026 от 01.08. 2005года и №02.513.11.3066 от 22.03. 2007 г.).

Научно-технические связи

Лаборатория проводит совместные работы с Институтом биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН, г. Москва (дхн, проф. Разумовский С. Д.); Институтом физиологически активных соединений Украина, г. Харьков (дхн, проф, директор Института Андриевский Г. В.); Институтом органической химии УНЦ РАН г. Уфа (дхн, проф. Хурсан С. Л.).

На Главную | ИНК РАН | Новости | Деятельность | Симпозиум-2013 | Полезные ссылки | Карта сайта


Назад к содержанию | Назад к главному меню