Відділ досліджень нуклеофільних реакцій

Завідуючий відділом
Доктор хімічних наук
Старший науковий співробітник

Кравченко Віктор Васильович
O.V.Kravchenko@nas.gov.ua
+38 (044) 559 66 86

Провідний науковий співробітник
Провідний науковий співробітник
Провідний науковий співробітник
Старший науковий співробітник
Старший науковий співробітник
Старший науковий співробітник
Молодший науковий співробітник
Провідний інженер

Відділ досліджень нуклеофільних реакцій був створений в 1965 році на базі сектора хімії Донецького фізико-технічного інституту АН УРСР і називався відділом органічного каталізу і кінетики, першим завідувачем якого став академік Л.М.Літвіненко. З 1975 року відділ продовжив свою наукову діяльність в складі створеного Інституту фізико-органічної хімії і вуглехімії НАН України.

Протягом багатьох років основними напрямками науково-дослідної роботи відділу були гомогенний органічний каталіз, механізми органічних реакцій і пов’язана з ними проблема структура – реакційна здатність. До найбільш яскравих досягненень відділу можна віднести відкриття і з’ясування механізму кисень-нуклеофильного каталізу, виявлення ефекту збільшення активності органічних каталізаторів під дією УФ-збудження, розробка кінетико-термодинамічного аналізу каталітичних процесів на рівні індивідуальних стадій, відкриття і з’ясування природи позитивного мостикового ефекту, встановлення детальних механізмів ряду процесів заміщення у ненасичених центрів. В останні роки відділ активно працював над вивченням некаталітичного і каталізуємого органічними основами реакцій нуклеофільного заміщення і приєднання в гомогенних і трансфазного умовах, з’ясуванням механізмів нуклеофільно-електрофільних взаємодій за участю нейтральних і заряджених частинок і поверхонь, розробкою нанорозмірних супер-нуклеофільних і нуклеофильно-окислювальних систем для деструкції екотоксікантів, роз-витком теорії гомогенного, трансфазного і міцелярного каталізу, створенням нових продуктів з комплексом заданих корисних властивостей для молекулярної електроніки і опто-електроніки, пошуком нових антипіренових модифікаторів для композиційних матеріалів.

Відділ брав активну участь у виконанні прикладних робіт і впровадження їх у виробництво. Так були розроблені нові фотоматеріали, термостійкі і оптично прозорі епок-сидні смоли, термостійкі полімери на основі поліефірів і ін.

Відділ виконував дослідження в рамках декількох міжнародних проектів, співпра-цював з рядом провідних вітчизняних і зарубіжних наукових центрів.

В даний час відділ працює над проблемою дизайну нових біосумісних / біорозкла-даємих функціоналізованих іонних рідин і поверхнево-активних речовин з високою поверхневою активністю, антимікробною дією і екологічністю, синтезом і вивченням фізико-хімічних властивостей спряжених полімерів і монодисперсних макромолекулярних систем для їх застосування в якості органічних матеріалів в електроніці та фотоніки. Важливе місце займає робота по створенню органомодіфікованіх наноглін і нанокомпозитів для інтумесцентних покриттів нового покоління.

Відділ бере активну участь у підготовці наукових кадрів, за час його роботи були захищені 4 докторські і понад три десятки кандидатських дисертацій, роботи співробітни-ків були відзначені багатьма нагородами та преміями.

Основні наукові напрями:

  • розробка некаталітичних і каталізуємих органічними основами реакцій нуклеофільного заміщення і приєднання в гомогенних та трансфазних умовах
  • з’ясування механізмів нуклеофільноелектрофільних взаємодій за участю нейтральних та заряджених часток і поверхонь
  • пошук нових закономірностей у процесах розщеплення екотоксикантів
  • розвиток теорії гомогенного, міжфазного і міцелярного каталізу
  • створення іонних рідин з низькою токсичністю по відношенню до водних мікроорганізмів
  • розробка універсальних дезактивуючих систем для індивідуальної деконтамінації фосфорорганічних та сірковмісних отруйних речовин
  • створення нових продуктів з комплексом заданих корисних властивостей для молекулярної електроніки та оптоелектроніки
  • встановлення механізмів хімічних перетворень в інтумесцентних вогнезахисних системах за участю наноглин, нанооксидів та нанографітів
  • створення технологій вогнезахисних нанопокриттів будівельних конструкцій для вогнезахисту стратегічно важливих об’єктів в умовах вуглеводневої пожежі

Область наукових інтересів: органічна хімія, хімія гетероциклічних сполук, біоорганічна хімія, тонкий органічний синтез, розщеплення екотоксикантів, іонні рідини з низькою токсичністю по відношенню до водних мікроорганізмів, реакційноздатні комплекси галогенів і інтергалогенів з кисневмісними амідами, органічні матеріали в області електроніки та фотоніки.

Відділ веде спільні наукові дослідження:

  • з дослідження будови наноструктур на основі молекулярних ансамблів з метою підвищення реакційної здатності органічних сполук (Університет Бордо – Європейський Інститут хімії і біології, м. Бордо, Франція)
  • з розроблення засад створення та дослідження екологічно дружніх організованих молекулярних систем (Університет Поля Сабатьє-IMRCP, м. Тулуза, Франція)
  • з вивчення супрамолекулярних нанорозмірних каталітичних систем та наноконтейнерів на основі ПАР (ІОФХ ім. А.Є. Арбузова КазНЦ РАН, м. Казань, Росія)
  • з створення та вивчення властивостей низькотоксичних біорозкладаємих ПАР і іонних рідин (Технологічний університет, хімічний факультет, м. Таллінн, Естонія)
  • з створення нових потенційних реактиваторів холінестерази з використанням підходів «зеленої» хімії (Університет м. Градець Кралове, Чеська Республіка)
  • з синтезу та дослідження фізико-хімічних властивостей органічних матеріалів для електроніки та фотоніки (Велика Британія, Університет Глазго)

Наші наукові проекти:

  • Дослідження відділу спрямовано на вирішення фундаментальної наукової проблеми в області супрамолекулярної хімії, пов’язаної із встановленням закономірностей самоорганіза-ції та кореляційних співвідношень в ряду хімічна структура амфіфільних сполук – супра-молекулярна архітектура – функціональна активність наносистем з метою створення нових наноконтейнерів і нанореакторів з контрольованими властивостями, на розробку нано-розмірних супернуклеофільних та нуклеофільно-окислювальних систем для деструкції екотоксикантів, створення та вивчення властивостей низькотоксичних біорозкладаємих ПАР і іонних рідин.
  • Синтез і вивчення фізико-хімічних властивостей супряжених полімерів і монодисперсних макромолекулярних систем для їх застосування в якості органічних матеріалів в молекулярній та оптоелектроніці.
  • Розроблення вогнезахисного покриття реактивного типу для умов вуглеводневої пожежі.
  • Синтезовано політіофен з конденсованими тетратіафульваленовими та включеними в супряжений ланцюг діоксопірролпірольними фрагментами, продемонстровано його властивості як напівпровідника в якості перспективного матеріалу для органічних сонячних батарей
  • Сконструйована серія організованих нанорозмірних систем на базі димерних ПАР ти-пів: димерний ПАР / α – нуклеофіл, димерні ПАР з реакційноздатним протиіоном (нуклеофільно-окислювального механізму дії) та функціоналізовані супернуклеофільні димерні ПАР
  • Вивчені супернуклеофільні системи на основі димерних ПАВ, фізико-хімічні властивості детергентів та реакційна здатність організованих нанорозмірних систем у процесах розщеплення 4-нітрофенілових ефірів кислот фосфору и сірки
  • Сконструйовані рН-чутливі міцелярні нанореактори на основі функціоналізованих ПАР – похідних 2-оксімінометилімідазолію – для розщеплення ацилвмісних субстратів, що дає нову інформацію про управління реакційною здатністю систем та розробку принципів створення рН-чутливих супрамолекулярних ансамблів
  • Отримані стабільні і в той же час високо реакційноздатні комплекси галогенів і інтер-галогенів з кисневмісними амідами, досліджено їх кристалічні структури
  • Створено QSAR-модель, яка дозволяє прогнозувати кількісні характеристики біологічної активності (токсичності) в залежності від структури для серії нових поверхнево-активних іонних рідин
  • Проведені дослідження в області синтезу і вивчення фізико-хімічних властивостей супряжених полімерів і монодисперсних макромолекулярних систем для їх засто-сування в якості органічних матеріалів в електроніці та фотоніці
  • Розроблена та впроваджена у виробництво технологія вогнезахисного інтумесцентного нанопокриття для деревини з поліпшеними експлуатаційними та екологічними характеристиками
  • Створена універсальна деконтамінаційна система швидкої дії для індивідуального знезараження фосфорорганічних та сірковмісних отруйних речовин

За останні 5 років опубліковано 85 статей, отримано 2 патенти України, вийшли в світ 4 монографії, захищена 1 кандидатська дисертація.

Найважливіші публікації за останні 5 років:

  1. Yevgen Karpichev, Nusrat Jahan, Nawal Paul, Christian P. Petropol, Mercer Tyler, Grindley T. Bruce, Marangoni D.Gerrard, J. Colloid and Interface Science. – 2014. – 423. – P. 94-100.
  2. Anna A. Serdyuk, Alla B. Mirgorodskaya, Illia V. Kapitanov, Gulnara A. Gainanova, YevgenKarpichev, Elena L. Gavrilova, Oleg G. Sinyashin, Journal of Surfactants and Detergents. – 2016 – Vol. 19, N 3. – P. 493-499.
  3. Andrew Jordan, Annette Haiß, Marcel Spulak, YevgenKarpichev, Klaus Kümmerer, Nicholas Gathergood, Green Chemistry – 2016 – Vol. 18. – Р. 4374-4392.
  4. Physicochemical properties and esterolytic reactivity of oxime functionalized surfactants in pH-responsive mixed micellar system / Kapitanov I. V., Mirgorodskaya A. B., Valeeva F. G., Gathergood N., Kuca K., Zakharova L.Ya., Karpichev Ye. // Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects. 2017. Vol. 24. P. 143-159.
  5. Кислотно-основные свойства функционализированных ПАВ в мицеллярных системах / Капитанов И.В., Сердюк А.А., Шумейко А.Е., Прокопьева Т.М., Попов А.Ф. // Укр. хим. ж.. 2017. Т. 83. № 8. С. 94 – 102;
  6. Clara Orofino, Anastasia Klimash, Alexander L. Kanibolotsky and Peter J. Skabara Synthesis and Analysis of Hyperbranched Oligofluorenes for Optoelectronic Applications Display and Imaging, 2017, 2, pp. 175–196;
  7. Gary Conboy, Rupert G. D. Taylor, Neil J. Findlay, Alexander L. Kanibolotsky, Anto R. Inigo, Sanjay S. Ghosh, Bernd Ebenhoch, Lethy Krishnan Jagadamma, Gopala Krishna V. V. Thalluri, Muhammad T. Sajjad, Ifor D.W. Samuel and Peter J. Skabara Novel J. Mater. Chem. C – 2017 – Vol. 5. – P. 11927-11936;
  8. N.A. Davidenko, I.I.Davidenko, V.A.Pavlov, N.G.Chuprina, V.V.Kravchenko, V.V.Tarasenko, S.L.Studzinskya, E.V.Mokrinskaya, L.S.Tonkopieva Recording media for polarization holography with diffraction efficiency adjusted using electric field Author links open overlay panel J. Optik. – 2018 – Vol. 158. – P. 1308-1312;
  9. Davidenko N.A., Davidenko I.I., Pavlov V.A., Chuprina N.G., Kravchenko V.V., Kuranda N.N., Mokrinskaya E.V., Studzinsly S.L. Photothermoplastic recording media and its application in the holographic method of determination of the refractive index of liquid objects // Applied Optics.- 2018.- V.57,N8.- P.1832-1837.
  10. Vakhitova L.N. Fire retardant nanocoating for wood protection // Nanotechnology in Eco-Efficient Construction Materials, Processes and Applications. – Cambridge: Woodhead Publishing. 2018. – Р. 361-383. – ISBN: 978-0-08-102641-0
  11. Vakhitova L., Drizhd V., Тaran N., Кalafat K., Bessarabov V. The effect of organoclays on the fire-proof efficiency of intumescent coatings // Eastern-European Journal of Enterprise technologies. – 2016. – V 1. – № 6. – Р.19– 24.
  12. Vakhitova L., Bessarabov V., Kalafat K., Drizhd V., Zagoriy G. Examining the effect of nanosilver on the antibacterial fire-retardant coatings for pharmaceutical enterprises // Eastern-European Journal of Enterprise technologies. – 2017. – V 4. – № 6. – Р.4-9
  13. Vakhitova L. Bessarabov V., Taran N., Kuzmina G., Zagoriy G., Baula O., Popov A. Decontamination of methylparathion in activated nucleophilic systems based on carbamide peroxisolvate // Eastern-European Journal of Enterprise technologies. 2017. Vol. 6. Issue 10 (90). P. 31-37.
  14. Патент на винахід 116710. Деконтамінаційна композиція для утилізації фосфор- та сіркоорганічних токсичних речовин. Вахітова Любов Миколаївна, Бессарабов Володимир Іванович. МПК A62D3, A62D101, B01D19, C11D3/39, C11D1/62. Заявл. 31.08.16. Опубл. 25.04.2018. Бюл. № 8.
  15. Калафат К., Вахитова Л., Ковалевская Э. Аналитический обзор средств огнезащиты стальных конструкций 2018. – К:«Обнова Компани». – 2018. – 86 с. – ISBN 978-617-7402-27-4