КАРТОЧКА ПРОЕКТА,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер 21-13-00193

НазваниеИсследование механизмов фотохимических процессов методом масс-спектрометрии высокого разрешения с целью создания катализаторов нового поколения

РуководительБурыкина Юлия Владимировна, Кандидат химических наук

Организация финансирования, регионФедеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского Российской академии наук, г Москва

Годы выполнения при поддержке РНФ 2021 - 2023 

КонкурсКонкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах, 03-102 - Синтез, строение и реакционная способность металло- и элементоорганических соединений

Ключевые словамасс-спектрометрия, фотохимия, фотокатализ, мониторинг реакции, комплексы переходных металлов, механизм реакции

Код ГРНТИ31.00.00


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
В настоящем проекте будет проведено систематическое исследование фотохимических реакций и реакций, катализируемых комплексами переходных металлов методом масс-спектрометрии высокого разрешения. Ключевой особенностью данного проекта является прямое детектирование интермедиатов реакции. В ходе выполнения работы будут исследованы реакции получения практически важных соединений в реакциях тонкого органического синтеза. Коллектив исполнителей обладает не только большим научным заделов данной области, но и необходимыми приборами и инструментами. В ходе работы будут получены результаты мирового уровня, особое внимание будет уделено подготовке и обучению аспирантов и студентов для работы на высокоточном и уникальном оборудовании. Масс-спектрометрия высокого разрешения на сегодняшний день занимает одно из лидирующих положений среди современных аналитических методов. Благодаря своей высокой чувствительности такой подход находит широкое применение во многих областях не только химической, но и биологической направленности. Однако развитие и усовершенствование метода продолжается постоянно. Важнейшей задачей на сегодняшний день является проведение систематических работ по изучению состава, строения и стабильности интермедиатов, анализа активных форм катализатора и идентификации побочных продуктов. Такой подход является перспективным и позволяет получать фундаментальные данные о механизме реакции. Научная проблема, на решение которой направлен проект Проект направлен на решение проблемы понимания механизмов реакции и изучение реакционной способности и каталитической активности различных катализаторов в химических превращениях с органическими и элементоорганическими соединениями. Актуальность проблемы для данной отрасли знаний, научная значимость решения проблемы Изучение механизма реакции и понимание направлений протекания химического процесса является одной из актуальных и значимых проблем синтетической химии. Исследование процесса на молекулярном уровне позволит расширить данные о основных и побочных процессах протекания химических реакций. Отличительной особенностью данного проекта является изучение механизмов с помощью он-лайн масс-спектрометрии, реализованный на базе одной лаборатории. Таким образом эксперимент проходит в одно время с аналитическим исследованием и процесс не прерывается. Основные научно-технические проблемы, стоящие перед этой областью химии и решаемые в рамках настоящего проекта: 1) Создание новых подходов и устройств для изучения механизмов реакции с помощью масс-спектрометрии высокого разрешения. 2) Исследование фотохимических и фотокаталитических процессов в реакциях образования связи углерод-углерод и углерод-гетероатом. 3) Создание новых каталитических систем на основе комплексов переходных металлов. 4) Изучение возможных путей протекания процесса и установление закономерностей приводящих к различным побочным продуктом в определенном химическом превращении. 5) Разработка и сборка фотореакторов различной конструкции и сложности. 6) Подбор и определение условий для оптимального протекания химического процесса и получение продуктов с высокими выходами и селективностью. Конкретная задача в рамках проблемы, на решение которой направлен проект, ее масштаб Конкретной фундаментальной задачей проекта является разработка новых фотохимических и каталитических систем на основе органических соединений и комплексов переходных металлов, а также детальное понимание механизма реакции с помощью масс-спектрометрии высокого и ультавысокого разрешения. Совершенствование такого комплексного подхода поднимет на новый уровень знания о химических превращениях. Научная новизна поставленной задачи, обоснование достижимости решения поставленной задачи и возможности получения запланированных результатов Поставленные в проекте задачи являются новыми и имеют несомненную научную новизну, а также отвечают передовым направлениям развития современной химии не только в нашей стране, но за рубежом. Руководитель проекта и исполнители обладают не только необходимыми экспериментальными навыками работы и аналитическим оборудованием, но и опытом в области фотохимии, катализа и структурных исследований металлокомплексных катализаторов. Коллектив авторов имеет публикации в высокорейтинговых журналах по направлениям органической химии и масс-спектрометрии высокого разрешения.

Ожидаемые результаты
В ходе работы будут получены результаты мирового уровня в области органической химии и катализа. Планируемое исследование позволит развить существующие и апробировать новые подходы для исследования механизмов реакции и получить результаты имеющие фундаментальное значение. Отличительной особенностью проекта является выполнение экспериментальной части и физико-химического изучения реакций в одной лаборатории. Результаты работ будут опубликованы в ведущих иностранных и отечественных журналах с высоким импакт-фактором, а также представлены на различных отечественных и международных конференциях


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2021 году
Создан фотореактор для одновременного проведения реакций с возможностью постепенного добавления реагентов. Разработана и апробирована методика для проведения фотокатализируемой реакции межмолекулярного тиол-ин-ен сочетания с образованием связи углерод-углерод и углерод-гетероатом. Установлено влияние различных факторов на выход и пути протекания химического превращения. С помощью комбинации масс-спектрометрии ультравысокого разрешения, электронного парамагнитного резонанса и ЯМР спектроскопии проведена идентификация ключевых интермедиатов реакции. На основе полученных экспериментальных данных проведено компьютерное моделирование с использованием теории функционала плотности.

 

Публикации

1. А.Д. Кобелев , Ю.В. Бурыкина , Н.С. Шлапаков , В.П. Анаников ФОТОРЕДОКС-КАТАЛИЗИРУЕМОЕ ТРЕХКОМПОНЕНТНОЕ ТИОЛ-ИН-ЕН СОЧЕТАНИЕ Сборник тезисов "IX Молодежная конференция ИОХ РАН", стр.25 (год публикации - 2021).

2. В.В. Ильюшенкова, Ю.В. Бурыкина, А.С. Галушко, Р.Р. Шайдуллин, В.П. Анаников DESIGN OF COCKTAIL-TYPE HETEROGENEOUS PD CATALYST Сборник тезисов "XXVIII Международная Чугаевская конференция по Координационной химии", стр.386 (год публикации - 2021).

3. Ю.В. Бурыкина, В.П. Анаников НОВЫЙ ПОДХОД ДЛЯ АНАЛИЗА МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕCЕЙ И СЛОЖНЫХ ПРОЦЕССОВ МЕТОДОМ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ Сборник тезисов "Всероссийский конгресс по химии гетероциклических соединений «КOST-2021", стр.92 (год публикации - 2021).

4. Ю.В. Бурыкина, В.П. Анаников INVESTIGATION OF CARBON-CARBON AND CARBONHETEROATOM BOND FORMATION BY HIGH RESOLUTION MASS SPECTROMETRY Сборник тезисов "XXVIII Международная Чугаевская конференция по Координационной химии", стр.354 (год публикации - 2021).