α,β-Ненасыщенные альдегиды являются востребованными строительными блоками в органическом синтезе. Эти небольшие полифункциональные молекулы содержат двойные или тройные связи в сочетании с альдегидной группой, что обеспечивает их высокую реакционную способность и участие в широком спектре химических превращений. В работе сотрудниц Лаборатории галогенорганических соединений обобщены подходы к синтезу производных хромена и хромана (данные гетероциклы входят в структуру большого числа биологически активных соединений) из α,β-ненасыщенных альдегидов. Особое внимание уделено условиям реакций, механизмам и выходам целевых продуктов. Обзор охватывает статьи, опубликованные за последние 15 лет. 

Квантовые точки (КТ) являются перспективными объектами для использования в биологии и нанотехнологиях (в 2023 году за исследования квантовых точек была присуждена Нобелевская премия по химии; одним из лауреатов стал наш соотечественник А.И. Екимов). Коллоидные квантовые точки, покрытые лигандной оболочкой, представляют собой отдельную группу материалов. Введение в их структуру органических красителей открывает новые возможности для использования КТ, например, для получения флуоресцентных изображений со сверхвысоким разрешением. В совместной работе сотрудников ФИЦ Проблем химической физики и медицинской химии РАН (г. Черноголовка) и Института Фаворского синтезированы новые несимметричные красители BODIPY на основе пиридина с мезо-CF3-группой. Молекулярная структура этих соединений изучена методами DFT-расчетов и рентгеноструктурного анализа. Количественно охарактеризованы абсорбционные и флуоресцентные свойства красителей. Исследована эффективность адсорбции красителей на коллоидных квантовых точках CdSe и показано влияние положения атома азота в пиридильной группе на стабильность образующихся ассоциатов. Результаты этой работы будут полезны при создании новых флуоресцентных меток, работающих в ближнем ИК-диапазоне, и при разработке новых хемосенсоров.

С целью поиска перспективных соединений, проявляющих противомикробную активность, сотрудниками Института Фаворского синтезированы шестикоординированные комплексы хлоридов кобальта(II), никеля(II) и меди(II) и N-пропаргилмидазола. Строение полученных координационных соединений изучено с помощью рентгеноструктурного анализа и современных расчетных методов. Проверка активности против ряда микроорганизмов показала, что комплексы кобальта(II) неактивны, тогда как производные никеля(II) и меди(II) проявляют эффект против бактерии E. durans. Наиболее перспективным оказался комплекс никеля, проявляющий также высокую антимикробную активность в отношении E. coli (сравнимую с антибиотиком гентамицином). 

Эффективная флотация мелкозернистого каолинита (минерала на основе силикатов алюминия) является непростой задачей. В новой работе, выполненной международным коллективом с участием сотрудников Института Фаворского и Иркутского Политеха, предложено новое вещество-коллектор на основе 3-тетрадециламинопропиламидоксима (ТПА). По сравнению с обычным коллектором тетрадециламином (ТДА), ТПА обеспечил большую эффективность процесса флотации, что делает его перспективным для использования на практике.
Основой квантово-химических расчетов для моделирования свойств молекул является корректная равновесная геометрия. В новой работе сотрудников лаборатории ядерного магнитного резонанса предложены эффективные базисные наборы pecG-n (n = 1, 2) для оптимизации молекул, содержащих водород и p-элементы 2–3 периодов. Новые базисные наборы компактны и дают равновесную геометрию очень высокого качества, сравнимого с тем, которое обеспечивают более крупные базисные наборы, оптимизированные по энергии. Они продемонстрировали гораздо более высокую производительность по сравнению с другими оптимизированными по энергопотреблению базисными наборами того же или близкого размера, обычно используемыми на этапе оптимизации геометрии.
Сотрудниками лаборатории элементоорганических соединений проведено первое исследование по окислительному сульфонамидированию камфена, природного соединения класса терпенов. Ученые показали, что варьируя условия реакции, можно контролировать не только направление галогенамидирования, но и перегруппировку или сохранение камфеновой структуры. Предложен и подтвержден теоретическими расчетами механизм, объясняющий многообразие продуктов. Работа выполнена совместно с отделом медицинской химии Института органической химии им. Н.Н. Ворожцова.

Реакция нуклеофильного ароматического замещения водорода востребована в разработке экологичных методов синтеза практически полезных гетероциклических соединений. В новой работе Группы фосфорорганических соединений показано, что гамма-замещенные пиридины подвергаются легкому фосфинилированию с использованием H-фосфинатов с образованием 4-фосфинилпиридинов с выходами до 68%. Реакция протекает в мягких условиях (50–55 °C) без использования катализаторов и растворителей в присутствии бензоилфенилацетилена. Последний играет тройную роль: 1) активирует пиридиновое кольцо путем образования диполярного комплекса; 2) депротонирует H-фосфинаты с образованием P-центрированных анионов; 3) действует как окислитель. 

Пиррольный гетероцикл востребован в синтезе донорно-π-акцепторных красителей с широким спектром применения от крашения тканей до биовизуализации. Сотрудниками группы д.х.н. Д.А. Шабалина синтезированы ранее неизвестные β,β'-дизамещенные кетоцианиновые красители на основе пиррола и алкин-связанные еноны путем катализируемого кислотой Льюиса присоединения пирролов к пента-1,4-диин-3-онам. Предложенный метод характеризуется толерантностью к различным заместителям, мягкими условиями реакции и высокими выходами целевых продуктов. Изучены спектры поглощения полученных соединений для определения их перспектив в качестве фотоинициаторов полимеризации и сенсибилизаторов при действии видимого света.