Химики РУДН разработают новые катализаторы для «зелёной» химии при поддержке гранта РНФ
Коллектив учёных факультета физико-математических и естественных наук РУДН под руководством доктора химических наук, доцента кафедры органической химии Фёдора Ивановича Зубкова стал победителем конкурса Российского научного фонда. Проект «Рутениевые катализаторы метатезиса олефинов, стабильные в протонных растворителях» получит финансирование на
Почему это важно?
Метатезис олефинов — одна из наиболее значимых реакций в современной органической химии, за открытие которой в 2005 году была присуждена Нобелевская премия. Она позволяет «перестраивать» молекулы, разрывая и образуя новые двойные связи между атомами углерода, и широко используется для производства лекарственных соединений, полимеров, биополимеров, а также в органическом синтезе.
Однако большинство существующих рутениевых катализаторов — катализаторов Ховейды-Граббса — нестабильны в протонных растворителях (спиртах, воде), чувствительны к кислороду и влаге. Это ограничивает их применение и требует дорогостоящих инертных условий. Кроме того, после введения санкционных ограничений доступ к импортным катализаторам для российской промышленности существенно сократился.
«Проект направлен на решение актуальной для российской химической промышленности задачи — создание отечественных катализаторов, устойчивых к влаге, кислороду и «зелёным» растворителям. Разработка устойчивых рутениевых катализаторов позволит снизить себестоимость процессов и повысить технологическую независимость отрасли», — поясняет Фёдор Зубков, руководитель проекта.
В составе коллектива — ведущие специалисты в области металлокомплексного катализа и органического синтеза:
- Евгения Валентиновна Никитина — кандидат химических наук, доцент кафедры органической химии РУДН;
- Владимир Петрович Зайцев — кандидат химических наук, доцент кафедры органической химии РУДН;
- Ксения Александровна Алексеева — ассистент кафедры органической химии;
- Елизавета Александровна Квятковская — кандидат химических наук, старший научный сотрудник;
- Никита Александрович Логвиненко — магистр 1 года обучения;
- Виктория Ильдаровна Салахова — бакалавр 4 года обучения.
Рутений, устойчивый к спиртам
Впервые учёные предполагают не только синтезировать новые рутениевые комплексы, но также систематически изучить их активность и устойчивость в протонных растворителях (метаноле, этаноле и других спиртах) и оптимизировать их для различных типов реакций метатезиса.
Задачи проекта:
- разработка пригодных для промышленного использования методов синтеза рутениевых комплексов, устойчивых в протонных растворителях;
- исследование влияния природы лигандного окружения атома рутения на физические и химические свойства металлокомплексов;
- использование полученных комплексов в реакциях метатезиса олефинов;
- демонстрация потенциала наиболее перспективных каталитических систем в реакциях метатезисной полимеризации.
Ожидается, что результатом проекта станет создание линейки рутениевых комплексов, обеспечивающих высокую устойчивость катализаторов в метаноле, этаноле и других протонных растворителях. Это станет значимым вкладом в развитие экологически безопасных технологий метатезиса и фундаментальной химии металлоорганических соединений.
Где будут применяться новые катализаторы?
Задачи проекта:
Разработанные катализаторы найдут применение в нескольких ключевых отраслях:
- прочные конструкционные материалы. Из дициклопентадиена (ДЦПД) получают полидициклопентадиен (поли-ДЦПД) — очень жёсткий и химически стойкий пластик. Его армируют стекловолокном и создают корпуса, детали машин, спортивные изделия;
- оптические пластики. Полимеры на основе норборнена после гидрирования становятся высокопрозрачными. Коммерческие марки — Zeonex, Arton, Zeonor — используются для линз, объективов и защитных экранов;
- экологичные полимеры. Ведутся разработки по полимеризации мономеров из биомассы (например, производных левуглюкозенона) — это путь к возобновляемому сырью;
- фармацевтика. Реакция метатезиса облегчает синтез лекарственных препаратов; • тонкий органический синтез. Катализаторы используются в реакциях замыкания цикла (RCM), перекрёстного метатезиса (CM) и метатезиса с раскрытием цикла (ROM) для создания сложных молекул для разных отраслей промышленности.
Научная база и публикации
.jpg)
Исследования будут проводиться на современном оборудовании кафедры органической химии РУДН, включая линию Шленка для синтезов в инертной атмосфере и ротационный испаритель для обработки и выделения чистых катализаторов. Коллектив учёных нашего вуза уже имеет солидный задел в этой области. Среди важных публикаций последних лет — статьи в ведущих международных журналах первого квартиля (Q1):
- Molecules 2023, 28, 1188;
- Organometallics 2023, 42, 218−234;
- Russian Chemical Reviews 2024, 93 (8), RCR5132.
В рамках продолжения проекта планируется публикация новых результатов в высокорейтинговых журналах и патентование наиболее перспективных каталитических систем.
Личинки мухи «чёрная львинка» в мире все чаще используются для утилизации отходов. Ученые института экологии РУДН поставили перед собой амбициозную задачу: понять, как тот или иной набор микроорганизмов в кишечнике личинок влияет на эффективность переработки разных видов отходов и как меняется состав микробиома в зависимости от условий питания. Никита Митькин — кандидат биологических наук, старший научный сотрудник института экологии РУДН, рассказал о первых результатах этого трехлетнего исследования. В частности, ученые доказали, что набор микроорганизмов микробиома способен перестраиваться. Теперь предстоит установить, какие именно изменения являются функционально полезными и можно ли воспроизвести их целенаправленно, «запрограммировав» личинок чёрной львинки на переработку определенного вида сырья.
Коллектив института инженерных инновационных технологий РУДН под руководством старшего научного сотрудника Михаила Юрьевича Задорожного получил грант университета на разработку и исследование прототипа металлогидридной системы для аккумулирования энергии. Проект поддержан в рамках конкурса 2026 года на выполнение НИР/НИОКР научными коллективами под руководством молодых учёных.
Попробовать поискать ответ на вопрос, а почему происходит то или иное явление, — это уже наука, заявил на Фестивале науки в РУДН Фёдор Оцелюк, студент аграрно-технологического института. По его словам, разница между школьниками, студентами и настоящими учёными вовсе не в гениальности, а лишь в понимании того, «куда нести свой вопрос». Преподаватели и студенты дали советы будущим учёным, с чего именно начать путь в науку, как обрести единомышленников и стать частью научного сообщества.