325 Активація кисню, пероксиду гідрогену та гідропероксидів поліядерними карбоксилатами 3d-металів - прийняття від 17.11.2010 N v0325550-10 b286d43f699715a938fba61765cd1116-1

Заслухавши та обговоривши доповідь академіка НАН України Г.Л.Камалова "Активація кисню, пероксиду гідрогену та гідропероксидів поліядерними карбоксилатами 3d-металів", Президія НАН України відзначає, що в Фізико-хімічному інституті ім. О.В.Богатського НАН України здійснюються важливі фундаментальні та прикладні дослідження в галузі розробки концептуальних підходів сучасного металокомплексного каталізу для конкретних систем реагентсубстрат-каталізатор, розвитку уявлень про механізми каталізу комплексами перехідних металів окислення органічних субстратів такими доступними і екологічно прийнятними окислювачами, як кисень повітря і пероксид гідрогену.

Незважаючи на успіхи теорії та практики гомогенного й гетерогенного каталізу, підбір каталізаторів окислення різноманітних органічних субстратів у переважній більшості випадків проводиться емпірично. Широке застосування металокомплексних каталізаторів стримується, по-перше, малою доступністю вже відомих каталітичних систем і, по-друге, помітною мінливістю ("чутливістю") властивостей комплексів металів при зміні природи субстрату або характеру реакційного середовища. Карбоксилати металів є одними з найвідоміших і найпоширеніших класів координаційних сполук, різноманіття яких є наслідком широких можливостей їхньої структурної функції, що, з одного боку, спричинює незвичайні фізичні і хімічні властивості таких речовин, а з іншого - дозволяє використовувати їх як зручні прекурсори для одержання металокомплексів, що викликають підвищений інтерес як можливі синтетичні аналоги активної частини металоферментів.

Останнім часом у відділі каталізу Фізико-хімічного інституту ім.О.В.Богатського НАН України систематично досліджуються каталітичні властивості різноманітних карбоксилатних комплексів 3d-металів у рідиннофазному окисленні органічних сполук з активованими СН-зв'язками, виявлено фактори, що визначають процеси формування відповідних каталітичних систем з вихідних комплексів, субстратів, кисню і пероксиду гідрогену. Так, вивчено особливості окиснення дибензилового етеру (відходи низки виробництв) та циклогексену у присутності широкого кола моно- і поліядерних (у тому числі гомо- і гетерометалічних) різнолігандних карбоксилатів хрому, мангану, феруму, кобальту, ніколу, купруму і цинку (більше 150 сполук) з нуклеарністю від 1 до 12. Показано, що, змінюючи склад, нуклеарність і структуру металокомплексу, будову термінальних і місткових лігандів, а також умови реакції, можна переважно (з селективністю до 85%) одержувати відповідний моногідропероксид або бензальдегід.

Виконання цього циклу досліджень дало можливість глибше зрозуміти механізми утворення та активації гідропероксидів і запропонувати каталітичні системи, що дозволяють отримувати з високою селективністю низку цінних органічних продуктів. Виявлені закономірності було закладено в основу розробки карбоксилатних каталізаторів, які в 3-8 разів прискорюють окиснення важких вуглеводнів до бітумів із різними реологічними властивостями та в 2-5 разів знижують вміст загальної сірки в дизельних паливах і високосірчистих мазутах. Такі комбіновані каталітичні системи було отримано з відходів виробництв синтетичних жирних кислот, кольорової та чорної металургії, кислого лігніну.

Колектив відділу каталізу Фізико-хімічного інституту ім. О.В.Богатського НАН України виконує спільні дослідження з колегами 21 наукового центру України, Росії, Молдови, Великої Британії, Польщі, Бельгії і Данії. Наукові результати зазначених робіт представлено у вигляді 1 монографії, 3 оглядів, 8 винаходів, 35 статей, висвітлено у доповідях на багатьох вітчизняних та міжнародних наукових конференціях.

Разом з тим Президія НАН України відзначає, що в цілому стан досліджень в Україні у зазначеній галузі є незадовільним. Насамперед потребують розширення та поглиблення роботи з конструювання та оптимізації складу і структури нових ефективних, у тому числі хемо- і стереоселективних, каталітичних систем для вирішення різноманітних проблем тонкого органічного синтезу (малотоннажної хімії), матеріалознавства, енергетики тощо. Необхідно зосередити зусилля фахівців на методах створення нових гомогенних і гетерогенних металокомплексних каталізаторів на основі супрамолекулярних та нанорозмірних систем. Конче необхідна координація наукової діяльності щодо проблем моделювання металоферментів та створення каталітичних систем, близьких до перших за своїми властивостями.

Президія НАН України ПОСТАНОВЛЯЄ:

1. Доповідь завідувача відділу каталізу Фізико-хімічного інституту ім. О.В.Богатського НАН України академіка НАН України Г.Л.Камалова "Активація кисню, пероксиду гідрогену та гідропероксидів поліядерними карбоксилатами 3d-металів" взяти до відома.

2. Зобов'язати Фізико-хімічний інститут ім. О.В.Богатського НАН України (академік НАН України С.А.Андронаті) у 2011-2015 рр.:

2.1. Розширити дослідження у галузі металокомплексного каталізу, а саме:

- розробити оптимальні металокомплексні каталізатори для отримання конкретних сполук окисленням відповідних органічних субстратів киснем повітря та пероксидом гідрогену;

- продовжити пошук і конструювання каталітичних систем на основі супрамолекулярних комплексів;

- розробити підходи та моделі для створення каталітичних систем, близьких за своїми властивостями до відповідних металоферментів.

2.2. Розширити міжнародну кооперацію з провідними у зазначеній галузі науковими центрами країн СНД (Інститутом загальної та неорганічної хімії ім. М.С.Курнакова та Інститутом елементоорганічних сполук ім. О.М.Несмеянова РАН, Інститутом хімії та Інститутом прикладної фізики АН Молдови - синтез, структура і перетворення поліядерних комплексів) та дальнього зарубіжжя (Рурським університетом, Бохум, ФРН, Страсбурзьким університетом, Франція, Інститутом органічної хімії та біохімії Чеської АН - моделювання металоферментів).

2.3. Поглибити наукове співробітництво з установами НАН України (Інститутом фізичної хімії ім. Л.В.Писаржевського, Інститутом загальної та неорганічної хімії ім. В.І.Вернадського, Інститутом біоорганічної хімії та нафтохімії, Інститутом фізикоорганічної хімії і вуглехімії ім. Л.М.Литвиненка - структура і каталітичні властивості металокомплексів; Інститутом сорбції та проблем ендоекології, Інститутом хімії високомолекулярних сполук, Інститутом хімії поверхні ім. О.О.Чуйка - гетерогенні та супрамолекулярні каталітичні системи) та Міністерства освіти і науки України (Київським національним університетом імені Тараса Шевченка, Одеським національним університетом ім. І.І.Мечникова, Харківським національним університетом ім. В.Н.Каразіна, Національним технічним університетом України "Київський політехнічний інститут" - гетерометалічні комплекси, моделювання металоферментів, тонкий органічний синтез).