1. Синтез и изучение характеристик гомогенных катализаторов на основе 2-х и 4-х ядерных пероксокомплексов вольфрама для разработки селективных экологически благоприятных методов каталитического окисления органических субстратов

Для процессов тонкого органического синтеза разработаны методы приготовления гомогенных металлокомплексных катализаторов на основе ди- и тетра(дипероксовольфрамо)фосфат(3-)-анионов. Изучено состояние систем, для синтеза которых использовали различные предшественники пероксокомплексов и соли катализаторов межфазного переноса с использованием доступных и экологически благоприятных предшественников. Каталитические системы охарактеризованы c помощью физико-химических методов ИК, КР, УФ, EXAFS.

Показана возможность получения востребованных, в т.ч. импортозамещающих продуктов тонкого органического синтеза – биологически активных веществ или их предшественников.

Реакция двухфазного окисления органических субстратов перексидом водорода в присутствии бифункциональных металлокомплексных катализаторов Q₃{PO₄[WO(O₂)₂]₄ протекает в органической фазе через транспорт кислорода от пероксокомплекса к субстрату.

Показано, что метод межфазного катализа позволяет получать:

- N-оксиды фосфоновых кислот с селективностью 85% при 90% конверсии субстрата (используются в производстве гербицидов);

- эпоксиды жирных кислот с выходом до 99% (используются в фармпроизводстве и парфюмерии);

- моно- и дикарбоновые кислоты с высокими выходами до 97% (используются в пищевой, медицинской и других отраслях промышленности).

2. Разработка методов направленной функционализации природных соединений для синтеза индукторов хиральности новых структурных типов, используемых в качестве металлокомплексных и органических катализаторов энантиоселективных процессов

Разработаны методы селективной гетерофункционализации доступного природного дитерпена, левопимаровой кислоты, содержащейся в живице хвойных деревьев. Впервые синтезированы с высокими выходами оптически чистые азотсодержащие производные левопимаровой кислоты – 1,2- и 1,4-диамины, изоцианат, изотиоцианат, мочевины, тиомочевины, азометины и аминофенолы.

Разработанные методы позволили получить азотсодержащие производные дитерпенов с широким спектром заместителей при атомах азота, в том числе с различными заместителями у каждого из атомов азота. Полученные оптически чистые соединения используются в качестве лигандов для хиральных катализаторов, органических катализаторов, хиральных реагентов для определения состава и разделения смесей энантиомеров.

3. Разработка носителей на основе химически и термически модифицированных полимеров для анализа смесей каталитических процессов получения углеводородов С₁-С₁₀, в том числе содержащих гетероатомы

Результаты исследований термостабильности и загрузочной емкости капиллярных колонок, приготовленных на основе дивинилбензола и функционализированного поли(1-триметилсилил-1-пропина) (ПТМСП), показали, что загрузочная емкость колонки в 2.5 раза выше, а анализ смесей, близких по составу к природному газу, протекает в 1,5 раза быстрее по сравнению с коммерческой колонкой Rt-Q-BOND.

Разработанные газохроматографическая схема и способ анализа позволяют проводить анализ сложной газовой смеси, содержащей H₂, O₂, N₂, CH₄, CO, CO₂ и углеводороды С₁-С₄, одновременно на трех хроматографических колонках: на двух последовательно блокированных давлением насадочных колонках и одной капиллярной колонке с ПТМСП. Анализ проводят в условиях изотермического режима (Т = 50 °С) в течение 10 – 15 минут, в отличие от известных аналогичных методик.

4. Разработка и восстановление технологий производства стратегических, дефицитных и импортозамещающих материалов малотоннажной химии для вооружения, военной и специальной техники

Реализация 5 проектов НИОКР – 25 технологий органических соединений

Выполнение НИОКР в рамках Госконтрактов Минпромторга проведено при комплексном подходе к создаваемым технологиям:

с применением современных катализаторов последних поколений, позволяющих получать высококачественную продукцию;
с разработкой гибких химико-технологических систем (ХТС), позволяющих снизить экономические затраты;
с учетом использования сырьевой базы Российской Федерации;
большинство технологий (70%) основаны на экологически благоприятных способах синтеза, имеющих низкий Е-фактор.

В ходе разработки технологий по 25 импортозамещающим продуктам были получены охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности – секреты производства (23 ноу-хау); разработана техническая документация (ТР, ТУ на материалы и т.п.); выданы ИД на проектирование малотоннажных установок производства продуктов. Опытные образцы ряда продуктов прошли испытания на предприятиях ОПК (ФГУП «НПП» ПРОГРЕСС», г. Омск, ФГУП «ВИАМ» и ФГУП «ГосНИОХТ, г. Москва, ОАО «НИИПМ», г. Пермь и др.)