Аннотация результатов, полученных в 2019 году
Проведена прививка серии олигомерных металлосилоксанов, содержащих различные металлы в своем составе (V, Cr, Fe, Cu, W), к силикагелю. Полученные элементоорганические композиты были изучены с помощью серии физико-химических методов анализа. Скрининг данных катализаторов, иммобилизованных на силикагель, был проведен в реакции присоединения углекислого газа к циклогексен оксиду с формированием циклогексенкарбоната. Выявлено, что наиболее активным является катализатор на основе силоксана, содержащего медь, определяющего получение практически полной конверсии. Предложен наиболее доступный на сегодняшний день катализатор, состоящий из силикагеля и N(Bu)4Br, для получения органических карбонатов из эпоксидов и углекислого газа. Данная каталитическая система позволяет проводить реакции без растворителя и с количественной конверсией эпоксидов в карбонаты независимо от стерических и электронных факторов исходных субстратов. Разработана доступная технология получения этиленкарбоната, используемого в качестве полярного растворителя для полимерных соединений, реакционной среды для различных химических процессов, экстрагента, пластификатора, пенообразователя, стабилизатора для смазочных масел, электолита в литиевых батареях, предшественник биоразлагаемого полиэтиленкарбоната. Процесс требует использования доступного 2-хлорэтанола, дешевого поташа, CO2 при достаточно низком давлении (10 атм), умеренной температуры (80 градусов Цельсия), минимального количества силикагеля для колоночной хроматографии в качестве катализатора и длится приемлемое для промышленного применения время (до 5 ч). Изучены эффекты влияния температуры, давления углекислого газа, типа основания на конверсию 2-хлорэтанола. Кватернизацией промышленного аминосодержащего полистирола был сформирован многоразовый гетерогенного катализатор получения органических карбонатов из углекислого газа и циклогексен оксида. Катализатор продемонстрировал возможность семикратной рециклизации без потери конверсии.

Аннотация результатов, полученных в 2020 году
Серия гидроксилсодержащих ионных жидкостей (хлорид (3-гидроксипропил)триэтиламмония, хлорид 1-(3-гидроксипропил)-3-метил-имидазолия, хлорид 3-(2-гидроксиэтил)-1-метил-имидазолия, хлорид 1-(3-гидроксипропил)пиридиния) была использована в качестве катализатора реакции присоединения диоксида углерода к эпоксидам. Показано, что гидроксилсодержащие ионные жидкости могут эффективно катализировать процесс присоединения диоксида углерода к эпоксидам. Каталитическая эффективность данных солей зависит от длины метиленовой цепи, отделяющей аммонийный атом азота от гидроксильной группы, а также от природы самого азотсодержащего катиона. Показано, что неорганические подложки способны ускорять прохождение реакции. Выявлено, что процесс сильно чувствителен к температуре, давление диоксида углерода мало влияет на скорость прохождения процесса. Диаммонийная соль была использована в качестве катализатора реакции присоединения углекислого газа к эпоксидам. Показано, что подложки (TiO2, Al2O3, поливиниловый спирт, силикагель, углеродные нанотрубки) способны ускорять прохождение реакции. Найдено, что максимальный каталитический результат обеспечивает диаммонийная соль в сочетании с силикагелем с возможностью трехкратной рециклизации без падения конверсии. Показано, что процесс сильно чувствителен к температуре, давление углекислого газа мало влияет на скорость прохождения процесса. Получен простой и многоразовый катализатор на основе коммерчески доступного промышленного макропористого полимерного сорбента Purolite A103, который был успешно использован в присоединении диоксида углерода к эпоксидам. Данный катализатор может быть легко отделен от реакционной смеси в силу крупного (0.6-0.85 мм) размера гранул и повторно использован по меньшей мере семь раз. Катализатор позволяет проводить реакцию без растворителя и не чувствителен к стерическим и электронным эффектам различных эпоксидных субстратов.

Аннотация результатов, полученных в 2021 году
Проведено комплексное исследование применения дешевых галогенидов натрия и калия в качестве катализаторов реакции присоединения СО2 к эпоксидам с выходом на органические карбонаты. Показано, что активны иодиды этих металлов, а добавка к ним триэтиламина и воды позволила добиться количественной конверсии при 115 ⁰С. Показано, что галогениды натрия и калия в сочетании иодом могут быть активными катализаторами (100 ⁰С) реакции присоединения СО2 к эпоксидам с выходом на органические карбонаты. Активность связана с формированием объемных полигалогенидных ионов, повышающих растворимость неорганических солей в органических соединениях. Найдено, что смесь молекулярного йода и органического амина может эффективно катализировать связывание CO2 с различными эпоксидами. Данные молекулярные комплексы катализируют реакцию при невысоких температурах (60-90 ⁰C) и низкой каталитической загрузке (0.25-0.5 мол.%). Найдена новая группа катализаторов, формируемых путем простого смешения аминокислот и йода, для реакции присоединения CO2 к эпоксидам. Аддукт пролина и иода, показавший лучшую активность, был протестирован и в реакции сочетания бензилового спирта с бензилбромидом в присутствии неорганических карбонатов и углекислого газа. Разработана группа гетерогенных катализаторов, получаемых на основе полиэтиленимина. Катализаторы способны к повторному использованию (до пяти последовательных циклов) без снижения конверсии. Показано, что кватернизованные производные триэтаноламина могут быть эффективными катализаторами реакции присоединения углекислого газа к эпоксидам. Данные ионные соли способны проводить процесс при относительно невысоком давлении (10 атм) и за короткий промежуток времени (4-8 ч). Разработана технология синтеза карборансодержащих карбонатов реакцией CO2 с соответствующими замещенными эпоксидами. Карборансодержащие карбонаты могут быть использованы для синтеза современных термостойких и ударопрочных полимерных материалов и новых агентов для бор-нейтронзахватной терапии рака.