Відділ спектрохімічних досліджень

Завідуючий відділом
кандидат хімічних наук

Редько Андрій Миколайович
A.M.Redko@nas.gov.ua
+38 (044) 559 66 86

Головний науковий співробітник
Провідний науковий співробітник
Старший науковий співробітник
Старший науковий співробітник
Молодший науковий співробітник
Молодший науковий співробітник

Відділ спектрохімічних досліджень, раніше – фізичних методів дослідження, існував в Інституті з моменту його створення в 1965 році. Першим завідувачем відділу і одним із фундаторів Інституту був видатний український вчений, заслужений діяч науки і техніки України, ветеран другої світової війни Титов Євген Володимирович (1921 – 2005). Після переміщення в 2014 році Інституту з окупованої російсько-терористичними військами території до м. Київ у складі відділу працює 12 співробітників, з яких 4 мають науковий ступінь доктора наук і 5 – кандидата наук. Зараз очолює відділ старший науковий співробітник, кандидат хімічних наук Редько Андрій Миколайович.

З моменту свого створення, найважливішим науковим напрямком відділу було вивчення зв’язку між структурою й реакційною здатністю різних класів органічних сполук із широким залученням даних різноманітних фізичних, головним чином, спектроскопічних, методів, таких як ІЧ, УФ, ЯМР спектроскопія, визначення дипольних моментів, електропровідність, полярографія, потенціометрія та ін. Велика увага приділялась квантово-хімічним розрахункам коливальних спектрів молекул та отриманню спектроструктурних кореляцій. 

Співробітниками відділу під керівництвом Є.В.Титова було виконано ряд робіт з дослідження впливу структури деяких класів природних сполук (флавони, флавоноїди, кумарини, фурокумарини, антрахінони, кверцетини та ін.) на їхню біологічну активність методами молекулярної спектроскопії. За матеріалами цих робіт була опублікована монографія.

Ще один напрям досліджень було присвячено вивченню методами ІЧ і ЯМР спектроскопії водневого зв’язку й протонного обміну в системах, що містять сполуки із групами -ОН, -SН, -NН2, в залежності від структури взаємодіючих функціональних груп і середовища.

Значне місце в роботах відділу завжди займали дослідження структури й реакційної здатності багатьох класів азотовмісних органічних сполук (амінів, амідів, гідразинів, гідразидів), а також N-, О-ацильних солей органічних основ. У цих роботах широко застосовувалися ІЧ, УФ, ЯМР спектроскопія, визначення дипольних моментів і діелектричних втрат, полярографія, електропровідність, потенціометрія, квантово-хімічні розрахунки, розрахунки й інтерпретація коливальних спектрів, методи кореляційного аналізу. Під час цих досліджень було вирішено багато питань будови й реакційної здатності названих вище класів сполук. За цикл робіт «Фізико-хімія N-, О-ацильних солей» співробітників відділу Є.В.Титова і В.І. Рибаченка в 1995 році було нагороджено премією ім. Л.В. Писаржевського Національної академії наук України.

Починаючи з 90-х років у відділі досліджували широкий спектр колоїдних систем, використовуючи, головним чином, методи реології. Метою цих робіт було створення нових видів рідких палив, альтернативних нафті й газу. В результаті цих досліджень було отримано рекомендації з компонентного складу колоїдних палив на основі суспензій (водовугільних, водомасловугільних, масловугільних) і емульсій з важких і надважких фракцій нафтопереробки. Дослідження реологічних властивостей колоїдних систем дозволили виявити невідомі раніше ефекти автостабілізації та автопластифікації у водовугільних суспензіях, встановити критерії пластифікуючих властивостей хімічних домішок у дисперсних системах. Вивчення явища зверханомалії в’язкості привело до створення нової концепції в поясненні розривів суцільності середовища при плині дисперсних систем. Були розроблені нові способи одержання поверхнево-активних речовин на основі солей гумінових кислот, що відрізняються підвищеною ефективністю регулюючої дії в порівнянні з існуючими аналогами.

Зараз зусилля співробітників відділу спрямовані на розробку методу інверсійного трансфазного каталізу (ІТК), як нового перспективного способу проведення органічних реакцій в м’яких умовах в водній фазі. Однією з суттєвих переваг цього методу є можливість заміни токсичних органічних розчинників водою, що відповідає вимогам зеленої хімії. Серед сучасних пріоритетних наукових напрямків відділу також слід відзначити отримання нових сполук з високою антирадикальною активністю на основі природних поліфенолів рослинного походження, зокрема госсиполу, вивчення їх будови, фізико-хімічних характеристик, стану в розчинах. Цей напрямок зараз надзвичайно актуальний, адже відомо, що госипол і його похідні виявляють різноманітні біологічні властивості, що дозволило на їх основі створити велику кількість ефективних лікарських засобів.

  • Основні наукові напрями: Відділ займається систематичною розробкою методу інверсійного трансфазного каталізу (ІТК), який дозволяє отримувати з високими виходами цінні органічні продукти (естери, аміди, ангідриди, тощо) в двохфазних системах вода-органічний розчинник в м’яких умовах, з використанням відносно простого обладнання. У відділі синтезують та досліджують методами IЧ, ЯМР, УФ-спектроскопій іміно-похідні госсиполу, речовини, що міститься в бавовні і є біологічно активною.
  • Область наукових інтересів: Фізична хімія, каталіз, інверсійний трансфазний каталіз, іміно-похідні госсиполу, IЧ, ЯМР – спектроскопія.

За останні 5 років:

  • Синтезовано низку іміно-похідних госсиполу, встановлено їх будову, досліджено таутомерні рівноваги.
  • Вивчено на прикладі реакції з 2,2`-дифеніл-1-пікрилгідразилом та 2,2`- азіно-біс(3-етилбензтіазолін)-6-сульфокислотою антирадикальну активність низки основ Шиффу госсиполу. Встановлено, що ці сполуки є ефективними антиоксидантами.
  • Методом ІТК синтезовано ряд ангідридів карбонових кислот, естерів сульфокислот, амідів. Проведено пошук оптимальних умов синтезу. Визначено зв’язок між основністю каталізатора (заміщеного піридин-N-оксиду) та швидкістю реакції.
  • Синтезовано ряд N-фосфорилоксипіридинієвих солей, проміжних продуктів в реакціях фосфорилювання. Встановлено їх структуру та спектроскопічні характеристики
  • На основі ІТК з використанням піридин N-оксидів як каталізаторів розроблено методику отримання органічних фосфатів, перспективних антипіренів.

За 5 останні років відділу опубліковано 44 статті, надруковано 4 збірки статей, захищено 1 кандидатську дисертацію, представлено 1 кандидатську дисертацію.Відділ веде спільні наукові дослідження:

  • будови, таутомерної рівноваги і антиоксидантної активності іміно-похідних госсиполу з метою отримання нових біологічно активних сполук (Університет Адама Міцкевича, м. Познань, Польща)
  • з застосування сучасних спектроскопічних методів для дослідження будови та таутомерної рівноваги (Університет Каразіна, м. Харків, Україна)

Наші наукові проекти:
Дослідження відділу спрямовано на послідовне вивчення процесу інверсійного трансфазного каталізу за участі похідних піридину як каталізаторів. Метод було успішно застосовано для синтезу різних складних ефірів, амідів і змішаних ангідридів карбонових кислот; Проводиться робота з одержання методом ІТК полімерних продуктів. У ході виконаної роботи вивчено вплив різних факторів на хід ІТК процесу, визначено умови що забезпечують найкращий вихід цільових продуктів; Впроваджено повний цикл екстракції госсиполу з насіння бавовни. За допомогою сучасних спектроскопічних методик досліджено будову, таутомерні рівноваги і антирадикальну активність іміно-похідних госсиполу, перспективних сполук, що проявляють виражену біологічну активність, яка для більшості рослинних поліфенолів обумовлена багато в чому здатністю інгібувати вільно-радикальні процеси.

Найважливіші публікації за останні 5 років:

  • 1. N.S. Ilkevych, G. Schroeder, V.I. Rybachenko, K.Y. Chotiy, R.A. Makarova. Spectrochimica Acta Part A. – 2012. – Vol. 86. – P. 328-335.
  • 2. N.O. Mchedlov-Petrossyan, T.A. Cheipesha, S.V. Shekhovtsov, А.N. Redko, V.I. Rybachenko, I.V. Omelchenko, O.V. Shishkin. Spectrochimica Acta Part A. – 2015. – Vol. 150. – P. 151-161.
  • 3. V. Anischenko, V. Rybachenko, C. Chotiy, А. Redko. Central European Journal of Chemistry. – 2014. – 12, Iss. 2. – P. 153-163.
  • 4. В.Н. Анищенко, В.И. Рыбаченко, К.Ю. Чотий, А.Н. Редько. ТЭХ. – 2012. – Т.48, №3. – С. 159-163.