История лаборатории

Лаборатория начинает свою историю в 1994 году, когда коллектив сотрудников под руководством д.х.н., профессора Шаиняна Баграта Арменовича был объединен в лабораторию асимметрических реакций. Позднее, в 2000 году, в связи со все большей долей исследований в области химии трифлатов, подразделение было переименовано в лабораторию фторорганических соединений.    

Весной 2018 г. лабораторию фторорганических соединений была переименована  в лабораторию элементоорганических соединений, сосредоточив свои исследования в области химии органических соединений кремния, фтора и селена.

С декабря 2021 года лабораторию возглавляет д.х.н. Москалик Михаил Юрьевич.   

Кадровый состав 

Москалик Михаил Юрьевич – д.х.н., заведующий лабораторией

Лазарева Наталья Федоровна – д.х.н., ведущий научный сотрудник

Шаинян Баграт Арменович – д.х.н., профессор, главный научный сотрудник

Алексеев Михаил Андреевич – аспирант, младший научный сотрудник

Астахова Вера Владимировна – к.х.н, старший научный сотрудник

Ганин Антон Сергеевич – к.х.н., научный сотрудник

Гараган Иван Александрович – аспирант, младший научный сотрудник

Гостевский Борис Александрович – к.х.н, старший научный сотрудник

Дорофеев Иван Афанасьевич – к.х.н, старший научный сотрудник

Жилицкая Лариса Владимировна – к.х.н, старший научный сотрудник

Кузьмин Антон Васильевич – к.х.н, старший научный сотрудник

Куркутов Евгений Олегович – к.х.н, научный сотрудник

Ознобихина Лариса Петровна – к.х.н, старший научный сотрудник

Собянина Мария Михайловна – магистрант ИрНИТУ, лаборант

Солдатенко Анастасия Сергеевна – к.х.н, научный сотрудник

Толстикова Людмила Леонидовна – к.х.н, старший научный сотрудник

Ушакова Ирина Владимировна – к.х.н, старший научный сотрудник

Чипанина Нина Николаевна – к.ф.-м.н., старший научный сотрудник

Шулунова Алла Михайловна – ведущий инженер

Ярош Нина Олеговна – к.х.н, старший научный сотрудник

Ведущие сотрудники лаборатории

Москалик Михаил Юрьевич, д.х.н., заведующий лабораторией. Научные интересы – химия и стереохимия трифлатов, сульфонамидов, непредельных силанов, медицинская химия.

Шаинян Баграт Арменович, д.х.н. профессор, г.н.с. Научные интересы – химия трифлатов, кремнийорганические гетероциклы, механизмы реакций, конформационный анализ, квантово-химические расчеты.

Лазарева Наталья Федоровна, д.х.н., в.н.с. Научные интересы – химия кремнийорганических аминов, амидов, силатранов, координационных соединений кремния.

Астахова Вера Владимировна, к.х.н., с.н.с. Научные интересы – химия трифламида, окислительное сульфамидирование непредельных силанов.

Чипанина Нина Николаевна, к.ф.-м.н., с.н.с. Научные интересы – молекулярная спектроскопия, химия координационных элементоорганических соединений.

Жилицкая Лариса Владимировна, к.х.н., с.н.с. Научные интересы – химия кремнийорганических производных азолов, ионные жидкости на основе азолов.

Куркутов Евгений Олегович, к.х.н., н.с. Научные интересы – химия органических соединений селена.

    

Области исследований/Тематика лаборатории

В лаборатории проводятся исследования по нескольким направлениям:

- химия трифламида и его производных

- химия гетероатомных функциональнозамещенных элементоорганических соединений

- химия функциональнозамещенных азолов их сернистых производных

- спектральные и квантовохимические исследования водородосвязанных систем

- теоретические расчеты наноуглеродных графеновых катализаторов, допированных гетероатомами

- химия органических производных селена

Основные достижения

Лаборатория стала одним из лидирующих мировых центров в области химии трифламида.

- Активно продолжаются исследования реакций окислительного трифламидирования алкенов и диенов. Впервые получены N-трифлилзамещенные амидины и продукты со смешанными амидными функциями.

- Впервые исследованы реакции непредельных производных трифламида с двойными С=С и тройными С≡С связями с сульфонамидами, карбоксамидами и карбодиимидами. Получены новые гетероциклы, непредельные мочевины и амидины.

- Развиваются работы по галогенсульфамидированию непредельных силанов, находящиеся на стыке кремнийорганической и фторорганической химии. Используются как различные окислительные системы, так и предварительно окисленные реагенты (N,N-дихлорсульфонамиды). Получены разнообразные линейные и гетероциклические продукты, в т.ч. с внедрением фрагментов молекул растворителя (Ritter-type products), а также продукты десилилирования.

Результаты исследований обобщены в главе в монографии Sulphonamides – An Overview (Nova Science Publishers, 2020), и в обзорах в журналах Успехи Химии, 2019, Pure Appl. Chem, 2020, Molecules, 2022, 2023 и поддержаны грантами РФФИ (18-33-20131_мол_а_вед) и РНФ (22-13-00036 и 22-73-00105).

Спектральными и теоретическими методами более 10 лет изучаются Н-связанные системы на основе продуктов конденсации циклоалканонов с гетероциклическими альдегидами. Эти работы поддержаны грантом РФФИ и проводятся с международным участием (Израиль). Опубликовано более 10 работ в журналах J. Org. Chem., Tetrahedron, J. Phys. Org. Chem., Eur. J. Org. Chem., J. Mol. Struct., материал неоднократно представлялся на международных симпозиумах. Кроме того, лаборатория обеспечивает значительную часть ИК-спектральных и все УФ-спектральные исследования в институте.

Цикл исследований по синтезу и конформационному анализу силагетероциклогексанов, поддерживавшийся на протяжении почти 15 лет российскими и международными грантами, завершен обзором (B.A. Shainyan Molecules. 2020) и статьей, демонстрирующей предельные возможности метода ЯМР в конформационном анализе в журнале Q1 (E. Kleinpeter, M. Heydenreich, B.A. Shainyan, Organic Letters. 2021).

В лаборатории активно развиваются исследования в области (O-Si) и (N-Si) хелатных соединений гипервалентного кремния:

- Разработаны методы синтеза 9-членных циклических кремнийсодержащих азобензолов (дибензо[d,h]-1,3,6,7,2-диоксадиазасилонинов) и методами ЯМР и РСА доказано существование в их молекулах N-Si дативной связи.

- Впервые методом РСА изучено строение N-метил-N,N-бис(силатранилметил)амина и экспериментально доказана его высокая основность, обусловленная сильным донорным эффектом двух силатранилметильных групп. Реакция с галогенсиланами Me₃SiХ в ацетонитриле идет через образование комплексов амина с силанами и приводит к триметилсилилацетонитрилу и соли бис(силатранилметил)амина с HX.

- Показано, что 1-пивалоил-4-фенилсемикарбазид окисляется до 5-трет-бутил-5-гидрокси-4-фенил-4,5-дигидро-3H-1,2,4-триазол-3-она – кинетически контролируемого продукта реакции. Его перегруппировка в более стабильный 1-трет-бутил-4-фенил-1,2,4-триазолидин-3,5-дион сопровождается беспрецедентной миграцией группы Ме₃С группы от атома углерода к атому азота. Исследования поддержаны грантом РНФ 23-23-00278.

Развиваются работы по некаталитическому алкилированию и силилалкилированию биологически активных соединений иодметильными реагентами:

- Впервые изучено алкилирование азолов и их меркаптопроизводных органическими и элементоорганическими иодметильными реагентами. Предложена общая методология многокомпонентного однореакторного синтеза органических и кремнийорганических солей и новых ионных жидкостей.

- Синтезированы первые кремнийорганические гетероциклические дисульфоний-дикатионы трехкомпонентной реакцией между ди(2-бензотиазолил)дисульфидом, элементным иодом и (иодметил)силанами, содержащими в молекуле эндо- и экзоциклический атомы кремния.

Защиты за последние годы

Ганин А.С. »Окислительное амидирование и трифламидирование непредельных гетероатомных соединений» Дисс. канд. хим. наук, 02.00.03 – органическая химия, 2020 г.

Москалик М.Ю. »Реакции конденсации и окислительного амидирования с участием трифламида и его аналогов» Дисс. докт. хим. наук, 02.00.03 –органическая химия, 2021 г.

Гранты и контракты (2019-2023 гг)

ERA.Net RUS Plus 506–HeDoCat (РФФИ 18-53-76004_а): «Novel Heteroatom-doped Nanocarbon Catalysts for Fuel Cell and Metal-air Battery Applications – Новые катализаторы на основе допированных гетероатомами наноуглеродных частиц для применения в топливных элементах и металл-воздушных аккумуляторах” (руководитель – д.х.н. Б.А. Шаинян)

РФФИ 18-33-20131_мол_а_вед: «Новые гетероциклические N-сульфонилзамещённые производные на основе окислительного сульфонамидирования непредельных силанов” (руководитель – д.х.н. М.Ю. Москалик)

РФФИ 19-03-00036_а: «Синтез, строение и таутомерия азолсодержащих циклоалканонов” (руководитель – к.х.н. Л.П. Ознобихина) 

РФФИ 19-03-00143_а: «Si-содержащие диазены: молекулярный дизайн, синтез и исследование фотохимических свойств” (руководитель – д.х.н. Н.Ф.Лазарева)

РНФ 22-13-00036: «Новые гетероциклические и полифункциональные соединения на основе реакций окислительного амидирования – синтез, строение, реакционная способность» (руководитель – д.х.н. Б.А. Шаинян)

РНФ 22-73-00105: «Амидирование монотерпенов в присутствии окислителей – как путь к новому типу лекарственных средств» (руководитель – к.х.н. А.С. Ганин)

РНФ 23-23-00278: «Кремнийсодержащие фитогормоны: синтез, комплексное изучение свойств и перспективы применения в агротехнологиях» (руководитель – д.х.н. Н.Ф. Лазарева)

РНФ 23-23-00307: “Синтез селенорганических соединений на основе новой иод-опосредованной реакции элементного селена с алкенами и изучение антиоксидантной глутатионпероксидаза-подобной каталитической активности полученных продуктов” (руководитель – к.х.н. Е.О. Куркутов)

      

Избранные публикации (2018-2022 гг.)

Главы в иностранных монографиях

Sigalov M.V., Shainyan B.A. Photoinduced Formation and Cleavage of Hydrogen Bonds. Chapter 3. In: «A Closer Look at Hydrogen Bonds”, Ed. M. Waechter. Nova Science Publishers, 2020. pp. 111–156.

Moskalik M.Yu., Astakhova V.V., Shainyan B.A. Oxidative sulfonamidation as a route to N-sulfonyl heterocycles and functionalized amino derivatives. Chapter 5. In: «Sulphonamides – An Overview”, Ed. D. Sarkar. Nova Science Publishers, 2020. pp. 199–277.

Обзоры 

Shainyan B.A. Unsaturated derivatives of trifluoromethanesulfonamide // Eur. J. Org. Chem. 2018. – N. 27-28. – P. 3594–3608. 

Политанская Л.В., Москалик М.Ю., Шаинян Б.А., Астахова В.В. и др. (49 авторов). // Успехи Химии. 2019. – 88 (5). – 425–569.

Moskalik M.Yu., Astakhova V.V., Shainyan B.A. Oxidative sulfamidation as a route to N-heterocycles and unsaturated sulfonamides // Pure Appl. Chem. 2020. – 92. – 123.

Shainyan B.A. Silacyclohexanes, Sila(hetero)cyclohexanes and Related Compounds: Structure and Conformational Analysis  // Molecules. 2020. – 25. – 1624.

Zhilitskaya L.V., Shainyan B.A., Yarosh N.O. Modern Approaches to the Synthesis and Transformations of Practically Valuable Benzothiazole Derivatives // Molecules. 2021. – 26. – 2190.

Moskalik M.Y., Astakhova V.V. Triflamides and Triflimides: Synthesis and Applications // Molecules. 2022. – 27. – 5201.

Shainyan B.A., Zhilitskaya L.V., Yarosh N.O. Synthetic Approaches to Biologically Active C-2-Substituted Benzothiazoles // Molecules. 2022. – 27. – 2598.

Shainyan B.A., Sigalov M.V. H-bonding-assisted transformations of cyclic chalcones: E/Z-isomerization, self-association and unusual tautomerism // Russ. Chem. Rev. 2022. – 91. – RCR5035.

Shainyan B.A. N-Heterocycles via oxidative intramolecular cyclization // Russ. Chem. Rev. 2022. – 91. – RCR5052.

 

Ключевые статьи 

Chipanina N.N., Oznobikhina L.P., Sigalov M.V., Shainyan B.A. Intramolecular and intermolecular bifurcated hydrogen bonds in 2-pyrrolyl-7‐hydroxy‐2‐methylidene‐2,3‐dihydro1Hinden1one // J. Phys. Org. Chem. 2019. – 32. – e3924.

Phien T.D. Kuzmina L.E., Suslova E.N., Shainyan B.A., Shlykov S.A. Phien, T.D. Conformational rivalry of geminal substituents in silacyclohexane derivatives: 1-phenyl vs. 1-OR, R=H or Me // Tetrahedron 2019. – 75. – 3038.

Kleinpeter E., Shainyan B. Very low temperature dynamic ²⁹Si NMR study of the conformational equilibrium of (1,1'-phenyl-1,1'-silacyclohex-1-yl)disiloxane // Magn. Reson. Chem. 2019. – 57. – 317–319.

Chipanina N.N., Lazareva N.F., Oznobikhina L.P., Shainyan B.A. Tetrel Bonding Along the Pathways of Transsilylation and Alkylation of N-Trimethylsilyl-N-methylacetamide with Bifunctional (Chloromethyl)fluorosilanes // J. Phys. Chem. A 2019. – 123. – 5178.

Villemson K.M., Kaare K., Raudsepp R., Käämbre T., Šmits K., Wang P., Kuzmin A.V., Šutka A., Shainyan B.A., Kruusenberg I. Identification of Active Sites for Oxygen Reduction Reaction on Nitrogen- and Sulfur-Codoped Carbon Catalysts // J. Phys. Chem. C 2019. – 123. – 16065.

Sigalov M.V., Afonin A.V., Sterkhova I.V., Shainyan B.A. 2H-Indazole Tautomers Stabilized by Intra- and Intermolecular Hydrogen Bonds // J. Org. Chem. 2019. – 84. – 9075.

Astakhova V.V., Shainyan B.A., Moskalik M.Yu., Sterkhova I.V. Oxidative sulfamidation of vinyl silanes: A route to diverse silylated N-Heterocycles // Tetrahedron 2019. – 76. – 4531.

Lazareva N.F., Sterkhova I.V. 1-[N-Phenyl(aminomethyl)]silatrane: Synthesis, reactivity and structure // J. Organomet. Chem. 2019. – 898. – 120870.

Astakhova V.V., Moskalik M.Yu., Shainyan B.A. Solvent interception, heterocyclization and desilylation upon NBS-induced sulfamidation of trimethyl(vinyl)silane // Org. Biomol. Chem. 2019. – 17. – 7927.

Shainyan B.A., Suslova E.N., Phien T.D., Shlykov S.A., Heydenreich M., Kleinpeter E. 1-Methylthio-1-phenyl-1-silacyclohexane: synthesis, conformational preferences in gas and solution by GED, NMR and theoretical calculations // Tetrahedron 2019. – 75. – 130677.

 Soldatenko A.S., Sterkhova I.V., Lazareva N.F. Pentacoordinate silicon compounds based on 2,2′-dihydroxyazobenzene ligand // J. Organomet. Chem. 2019. – 903. – 120997.

Ganin A. S., Moskalik M. Yu., Astakova V. V., Sterkhova I. V., Shainyan B. A.  Heterocyclization and solvent interception upon oxidative triflamidation of allyl ethers, amines and silanes // Tetrahedron. 2020 – 76. – 131374.

Moskalik M.Yu., Shainyan B.A., Ushakov I.A., Sterkhova I.V., Astakhova V.V. Oxidant effect, skeletal rearrangements and solvent interception in oxidative triflamidation of norbornene and 2,5-norbornadiene // Tetrahedron. 2020. – 76. – 131018.

Sigalov M.V., Shainyan B.A., Chipanina N.N., Oznobikhina L.P., Kuzmin A.V. E→Z Photoinduced isomerization and hydrogen bonding in the peri-acetamido substituted (1H-pyrrol-2-ylmethylene)benzocycloalkanones // Tetrahedron. 2020. – 76. – 131202.

Chipanina N.N., Oznobikhina L.P., Sterkhova I.V., Ganin A.S., Shainyan B.A. New oxyalkyl derivatives of trifluoromethanesulfonamide: Dynamic rivalry between different types of chain and cyclic associates in different phase states // J. Mol. Struct. 2020. – 1219. – 128534.

Gostevskii B.A., Albanov A.I, Vashchenko A.V, Shagun V.A., Lazareva N.F. N-Methyl-N,N-bis(silatranyl­methyl)amine: Structure and reactivity // J. Organomet. Chem. 2020. – 919. –121319.

Sigalov M.V., Shainyan B.A., Chipanina N.N., Oznobikhina L.P., Sterkhova I.V. 2-(1H-Diazol-2-ylmethylene)indane-1-ones and 2-(1H-diazol-2-ylmethylene)-1H-indene-1,3(2H)-diones: Photo­isomerization and hydrogen-bonding-induced association // Tetrahedron 2021.–  77. – 131755.

Lazareva N.F., Sterkhova I.V., Vashchenko A.V. N-[difluoro(methyl)silyl]carboxamides: Synthesis, structural features and theoretical estimating of Si←O dative bond energy // J. Molec. Struct. 2021. – 1225. – 129130.

Kleinpeter E., Heydenreich M., Shainyan B.A. At the Experimental Limit of the NMR Conformational Analysis: 29Si and 13C NMR Study of the Conformational Equilibrium of 1‑Phenyl-1-tert-butylsilacyclohexane  // Organic Letters. 2021. – 23. – 405.

Kuzmin A.V., Shainyan B.A. Theoretical Density Functional Theory Study of Electrocatalytic Activity of MN4‑Doped (M = Cu, Ag, and Zn) Single-Walled Carbon Nanotubes in Oxygen Reduction Reactions // ACS Omega. 2021. – 6. – 374.

Vashchenko A.V., Kuzmin A.V., Shainyan B.A. Single Si‐doped fullerene as a catalyst in the oxygen reduction reaction: A quantum chemical insight // Int. J. Quant. Chem. 2021. – 121. –ee26565.

Soldatenko A.S., Sterkhova I.V., Lazareva N.F. N-[(Trifluorosilyl)methyl]carboxanilides: Synthesis and structural features  // J. Organomet. Chem. 2021. – 940. –121788.

Zhilitskaya L.V., Yarosh N.O. Synthesis of biologically active derivatives of 2-aminobenzothiazole // Chem. Heterocycl. Compd. 2021. – 57. – 369.

Moskalik M.Yu., Garagan I.A., Astakhova V.V., Sterkhova I.V., Shainyan B.A. Solvent-dependent oxidative triflamidation of alkenes and N(O)-Hetero­cyclization of the products // Tetrahedron. 2021. – 88. – 132145. 

Moskalik M.Yu., Garagan I.A., Ganin A.S., Astakhova V.V., Sterkhova I.V., Shainyan B.A. Oxidative sulfonamidation of O-containing vinylsilanes. A new route to novel heterocycles and amidines. // J. Organomet. Chem. 2021. – 951. – 122010.

Kuzmin A.V., Shainyan B.A. Carbon nanotube-based titanium- and zirconium-doped [M–N4] type ORR catalysts. First principle study // Int. J. Quant. Chem. 2021. – 121. – e26809.

Astakhova V.V., Moskalik M.Yu., Shainyan B.A. Oxidative sulfamidation and further heterocyclization of trivinyl and tetravinylsilanes. A new route to novel heterocycles and amidines. // J. Organomet. Chem. – 2021. – 951. – 122131.

 Shainyan B.A., Kurkutov E.O., Kleinpeter E. A low-temperature dynamic ¹H, ¹³C and ⁷⁷Se NMR study of 2,2′-selenodicyclohexanol // Magn. Res. Chem. 2022. – 60. – 165.

Astakhova V.V., Moskalik M.Yu., Shainyan B.A. Reactions of carboxamides with vinylsilanes under oxidative conditions // J. Organomet. Chem. 2022. – 960. – 122230.

Gostevsky B.A., Albanov A.I., Vaschenko A.V., Molokeev M., Lazareva N.F. Salts of N-silylmethyl derivatives of DBU: synthesis and structure // J. Mol. Str. 2022. – 1261. – 132896.

Garagan I.A., Moskalik M.Yu., Astakhova V.V., Sterkhova I.V., Vashchenko A.V., Albanov A.I., Shainyan B.A. Regioselective oxidative halotriflamidation of dienes and trienes as a route to new amidines and heterocycles // Chem.Select. 2022. –7. – e202202231.

Astakhova V.V., Moskalik M.Y., Sterkhova I.V., Shainyan B.A. New oxidative reactions of monovinylsilanes with sulfonamides // J. Organomet. Chem. 2022. – 978. – 122473.

Kurkutov E.O., Shainyan B.A. Iodine-mediated Alkoxyselenylation of Alkenes and Dienes with Elemental Selenium // Molecules. 2022. – 27. – 6169.

Lazareva N.F., Alekseev M.A., Sterkhova I.V. Structure of novel N-fluorosilylmethyl-N-isopropylureas // Mendeleev Commun. 2022. – 32. – 686.

Lazareva N.F., Gostevskii B.A., Albanov A.I., Molokeev M., Vashchenko A.V. N,N-Bis(Silylmethyl)anilines: Synthesis and structure // J. Organomet. Chem. 2022. – 976. – 122438.

Ganin A.S., Moskalik M.Y., Garagan I.A., Astakhova V.V., Shainyan B.A. Triflamidation of Allyl-Containing Substances: Unusual Dehydrobromination vs. Intramolecular Heterocyclization // Molecules. 2022 – 27. – 20. – 6910.

Soldatenko A.S., Sterkhova I.V., Lazareva N.F. N-(Chlorodimethylsilyl)methyl anilides: synthesis and structure // Mendeleev Commun. 2022. – 32. – 6. – 798.

Sigalov M.V.,   Chipanina N.N., Oznobikhina L.P., Sterkhova I.V., Shainyan B.A. 2-(Pyridin-2-ylmethylene)indan-1-ones: The first study of E/Z isomerization of cyclic chalcones with electron-deficient hetaryl moiety // Tetrahedron. 2022. – 123. – 133005.

Sigalov M.V., Shainyan B.A. Unusual spontaneous oxidation of 2,2′-(quinolin-2-ylmethylene)bis(1H-indene-1,3(2H)-dione): An experimental and theoretical study of the mechanism // J. Phys. Org. Chem. 2022. – 35. – e4410.