Сотрудники лаборатории:
Антипов А.В., Беленький Г.Г., Бойко В.Э., Дон В.Л., Дяченко В.И., Каграманов Н.Д., Курыкин М.А., Мысова Н.Е., Петрова О.Е., Стерлин С.Р., Тютюнов А.А.
Тематика исследований:
Разработка новых методов синтеза фторорганических соединений (избирательное фторирование, введение фторсодержащих фрагментов). Исследование реакционной способности фторсодержащих соединений и поиск новых областей их применения.
Действующие гранты и контракты:
а) Контракт с фирмой «Дюпон Наука и Технология» № 4/08
б) Грант РФФИ — Турция № 09-03-91227 (совместно с лабораторией № 311)
« Новые нанокомпозиционные материалы, получаемые импрегнацией металлорганических и проводящих соединений в сверхкритических условиях»
Список публикаций (2008 — 2010 гг.):
1. Л. М. Ягупольский, В. Е Платонов, Ю. В. Зейфман Сборник «Синтезы фторорганических соединений», 2009
2. Игумнов С.М., Игумнова Э.В. «Синтезы фторорганических соединений. Часть 1», Издание 2-е, Москва, ЗАО НПО «ПиМ-Инвест», 2010, -251с.
3. Н.И.Делягина, В.Ф.Черстков, С.Р.Стерлин «Реакции бис(фторсульфонилокси)тетрафторэтана с нуклеофилами», Fluorine Notes, 4(65) 2009
4. Д.Ю. Вебрицкий, М.А. Курыкин, «Взаимодействие полифторированных
β-дииминов с фторангидридами перфторкарбоновых кислот», J. Fluorine
Notes, №3 (64),2009
5. В.К.Гриневская, Д.П.Дельцова, Л.Л.Гервиц, Реакционная способность N-Перфторморфолинил азааниона, Fluorine Notes, № 2(63), 2009
6. А.Ф.Гонтарь, В. А. Визков, В. К. Гриневская, Э. В. Игумнова, С. М. Игумнов «1,1-Дигидроперфторалкиламины. Сообщение (II)», Fluorine Notes, № 4(65), 2009
7. А.Ф.Гонтарь, В.Л.Дон, Э.В.Игумнова, С.М.Игумнов, «1,1-Дигидроперфторалкиламины. Сообщение (I)», Fluorine Notes, № 3(64), 2009
8. В.А.Гринберг, С.Р.Стерлин «Электрохимическое фторсульфатирование фторорганических соединений», обзор, Электрохимия, 46, №8, с.899-926, 2010.
9. А.Ю.Волконский, Э.М. Каграманова, E.И.Мысов, Н.Д. Каграманов «Фторсодержащие β, β-дизамещенные триметилсилилвиниловые эфиры. Синтез и реакции с N-(1,1,2,2-тетрафторэтил)диметиламином», Известия Академии наук.Серия химическая, 2010, N3, стр.557-563
10. А.А.Тютюнов, В.Э.Бойко, С.М.Игумнов, «Необычная реакция (трифторметил)триметилсилана с боргидридом натрия. Синтез (дифторметил)триметилсилана»., Fluorine Notes, № 7(73), 2010
Историческая справка и основные достижения.
Организована лаборатория фторорганических соединений в 1954. Со дня создания по 1987 год лабораторией руководил выдающийся ученый, основатель советской школы химиков - фтороргаников академик И. Л. Кнунянц. С 1987 год по настоящее время лабораторию возглавляли и возглавляют его ученики: с 1987 г. по 1994 г. - проф. Герман Л. С., с 1994 г. по 2009 г. - д.х.н. Беленький Г. Г., с 2009 г. по настоящее время - д. х. н. Игумнов С. М.
В соответствии с названием лаборатории одно из направлений работы было посвящено методам введения атомов фтора в органические соединения с получением фторорганических соединений. Это направление вылилось в открытие реакций сопряженного присоединения электрофилов и фторид-иона в безводном HF к алкенам и фторолефинам (фторнитрование, фторалкоксиметилирование, фтораминометилирование и др.). На этой основе разработан и внедрен в промышленность метод получения эфиров α-фторакриловой кислоты — мономеров для получения термостойких органических стекол. Изучение закономерностей прямого фторирования органических соединений привело к методу синтеза одного из основных противораковых препаратов — 5-фторурацила. В ходе исследования электрохимического фторирования и других электрохимических процессов открыта гидродимеризация акрилонитрила, приводящая к образованию адиподинитрила. Эта реакция положена в основу промышленного производства нейлона.
Найдены органические источники не протонированного аниона фтора (заменители KF,CsF). Их применение позволило разработать технологии и организовать безавтоклавное промышленное производство фторароматических соединений, перфторметилвинилового эфира (мономер для спецполимеров, используемых в авиакосмической промышленности), производство бромперфторэтилвинилового эфира (BrAVE — мономер для производства спецполимеров).
Другим, естественным направлением работ лаборатории является изучение реакционной способности фторорганических соединений. Эти работы внесли огромный вклад в обнаружение, понимание и использование удивительной реакционной способности фторорганических соединений. Установлено, что перфторолефины в отличие от обычных алкенов являются не нуклеофилами, а электрофилами. Показано, что нуклеофилы присоединяются по двойной связи перфторолефинов с промежуточным образованием карбанионов, которые затем элиминируют анион фтора или из α-положения к нуклеофилу (винильное замещение) или из β-положения (аллильное замещение), либо присоединяют электрофильную частицу (протон, галоген, ацил и т. д.). На основе этих закономерностей разработаны технологии и организовано большое число промышленных производств разнообразных фторорганических веществ и материалов.
Одним из наиболее удивительных открытий оказалось, что при взаимодействии высокоэлектрофильных фторолефинов с анионом фтора образуются перфторалкилкарбонионы, которые подобно обычным карбонионам алкилируются, ацилируются, галогенируются и т.п., более того могут реагировать с исходными перфторолеофинами с образорваниями димеров, тримеров и более высокомолекулярных олигомеров (подобно катионной олигомеризации обычных алкенов под действием протона). В ходе этих исследований в лаборатории были получены источники аниона фтора, стабилизированного органическими катионами (иммониевыми катионами), эти источники аниона фтора позволили впервые синтезировать «устойчивые» перфторалкилкарбонионы и охарактеризовать их ЯМР-спектрами как индивидуальные вещества.
Однако, не смотря на электрофильную природу перфторолефинов, нашим исследователям удалось найти условия, в которых эти олефины являются донорами электронов. Тот факт, что в присутствии пятифтористой сурьмы из перфторолефинов и их производных можно генерировать карбениевые ионы, которые далее реагируют с нуклеофилами, открыл широкие возможности для синтеза фторсодержащих алканов, алкенов, кетонов и перфторалкилэлементоорганических соединений. Найдены условия реализации и на их основе разработаны замечательные процессы обычного для алкенов сопряженного электрофильного присоединения к перфторолефинам, позволяющие легко получать большое число разнообразных функционализированных фторорганических соединений на базе фторолефинов.
Глубоко исследованы свойства перфторкарбонильных соединений, кетонов, фторнитрозо и фторнитросоединений. В результате разработаны процессы электрофильного присоединения перфторкарбонильных соединений к слабым кислотам и ароматическим соединениям. Разработан метод получения гексафтордиана — известного и широко используемого в настоящее время мономера.
Впервые получен в индивидуальном виде устойчивый енол пентафторацетона (1,1,3,3,3-пентафторпропенол-2). Разработаны методы синтеза фторсодержащих тиокарбонильных соединений, соответствующих им ентиолов и других производных, изучены их свойства.
Обнаружена нуклеофильная хлоротропия, заключающаяся в обратимых превращениях α-хлорперфтортиокетонов в перфторалкенилсульфенилхлориды.
Разработаны методы синтеза перфторалкил ртутных соединений, перфтораллилсульфатов различного строения.
В лаборатории был получен и внедрен в производство синтетический заменитель крови — перфторан.
Несомненно, что работы сотрудников лаборатории внесли большой вклад в развитие теории органической химии и создание новых технологий многих практически важных веществ и материалов.
В лаборатории под руководством И. Л. Кнунянца выросли, работали и работают известные в профессиональном сообществе ученые: Герман Л.С., Дяткин Б.Л., Рохлин Е.М., Беккер Р.А., Полищук В.Р., Чебурков Ю.А., Гамбарян Н.П., Макаров К.Н., Зейфман Ю.В., Петров В.А., Беленький Г.Г., Стерлин С.Р., Игумнов С.М., Черстков В.Ф., Курыкин М.А..
