Лаборатория алюминий- и борорганических соединений была основана в мае 1989 года. Её первым руководителем был профессор Владимир Иосифович Брегадзе, который заведовал лабораторией более 30 лет — до января 2022 года, а с февраля 2022 года лабораторией руководит д.х.н. Игорь Борисович Сиваев. В состав коллектива лаборатории входят 2 доктора химических наук и 7 кандидатов химических наук, аспиранты и студенты. Основным направлением деятельности лаборатории является синтез и изучение реакционной способности производных полиэдрических боранов, карборанов и металлакарборанов.
С 2001 года коллективом лаборатории было опубликовано 325 экспериментальных и обзорных статей, 17 глав в книгах включая Frontiers in Neutron Capture Therapy (2001), Boron Chemistry at the Beginning of the 21st Century (2002), Research and Development in Neutron Capture Therapy (2002), Boron Science: New Technologies and Applications (2012), Advances in Organometallic Chemistry and Catalysis (2014); Boron-Based Compounds: Potential and Emerging Applications in Medicine (2018), Handbook of Boron Science with Applications in Organometallics, Catalysis, Materials and Medicine (2019), Comprehensive Organometallic Chemistry IV (2022), Comprehensive Inorganic Chemistry III (2023) и 2 монографии (Polyhedral Boron Hydrides in Use: Current Status and Perspectives (2009) и Материалы современной электроники и спинтроники (2018)). Сотрудники лаборатории выступили в роли приглашенных редакторов 7 специальных выпусков журналов European Journal of Inorganic Chemistry (2017), Journal of Organometallic Compounds (2018), Molecules (2020, 2022, 2023), Inorganics (2023) и Crystals (2021), посвященных химии борных соединений.
Одним из наиболее важных достижений лаборатории в XXI веке является разработка эффективного метода функционализации анионных полиэдрических гидридов бора через их циклические оксониевые производные. Этот метод не имеет аналогов в органической химии и основан на взаимодействии полиэдрических гидридов бора с циклическими эфирами (тетрагидрофуран, 1,4-диоксан, тетрагидропиран) в присутствии ненуклеофильных кислот Бренстеда или кислот Льиюса, приводящем к образованию циклических оксониевых производных, стабильность которых обусловлена сильным электронодонорным эффектом борного остова. Раскрытие цикла при нуклеофильной атаке приводит к широкому спектру разнообразных функциональных производных, в которых функциональная группа отделена от борного остова гибкой цепочкой из 5-6 атомов, гидрофобность/гидрофильность которой зависит от выбранного циклического эфира.
Этот подход был первоначально предложен для функционализации клозо-додекаборатного аниона [B12H12]2– (I. B. Sivaev, A. A.Semioshkin, B. Brellochs, S. Sjöberg, V. I. Bregadze. Polyhedron, 2000, 19, 627-632), а затем распространен на клозо-декаборатный анион [B10H10]2– (A. V. Prikaznov et al., Polyhedron, 2011, 30, 1494-1501), бис(дикарболлиды) кобальта [3,3’-Co(1,2-C2B9H11)2]– (I. B. Sivaev et al., J. Organomet. Chem., 2002, 649, 1-2) и железа [3,3’-Fe(1,2-C2B9H11)2]– (I. Lobanova et al., Dalton Trans., 2015, 44, 1571-1584), 7,8-дикарба-нидо-ундекаборатный анион [7,8-C2B9H12]– (M. Yu. Stogniy et al., Collect. Czech. Chem. Commun., 2007, 72, 1676-1688) и 1-карба-клозо-декаборатный анион [1-CB9H10]– (A. V. Shmal’ko et al., Chem. Commun., 2022, 58, 3775-3778). Были предложены способы укорочения спейсера, образующегося при раскрытии 1,4-диоксанового цикла (A. V. Shmal’ko et al., Dalton Trans., 2015, 44, 9860-9871; J. Laskova et al., J. Organomet. Chem., 2017, 834, 64-72). Данный подход особенно привлекателен для получения борсодержащих биологически активных молекул и был использован для синтеза борсодержащих аминокислот, сахаров, нуклеозидов, порфиринов, фталоцианинов, холестеринов, кумаринов, акридинов и других биомолекул. В работах по синтезу различных функциональных производных и борсодержащих биомолекул на основе циклических оксониевых производных полиэдрических гидридов бора в разное время участвовали Е. А. Нижник, М. Я. Берзина, Н. В. Дударова, А. А. Сердюков, О. Б. Жидкова, к.м.н. Ю. Н. Ласькова, к.х.н. М. Ю. Стогний, к.х.н. А. А. Друзина, к.х.н. И. А. Лобанова, к.х.н. И. Д. Косенко, к.х.н. А. В. Приказнов, к.х.н. А. В. Шмалько, д.х.н. А. А. Семиошкин, д.х.н. И. Б. Сиваев, проф. В. И. Брегадзе. Работы в области синтеза и исследования борсодержащих биомолекул проводились совместно с Институтом органической химии им. Н. Д. Зелинского, Институтом биоорганической химии им. Шемякина и Овчинникова, Московским государственным университетом тонких химических технологий им. М. В. Ломоносова, Московским государственным университетом им. М. В. Ломоносова, Институтом медицинской биологии Польской академии наук, Индийским институтом научного образования и исследований в Калькутте, Индийским центром инновационных исследований, Южным медицинским университетом в Гуанчжоу, Бременским университетом и Стамбульским техническим университетом.
Разработанный в лаборатории подход к функционализации анионных полиэдрических гидридов бора через их циклические оксониевые производные в настоящее время широко используется во всем мире и является классических способом присоединения клозо-додекаборатного и кобальт бис(дикарболлидного) фрагментов к различным биомолекулам. Различные этапы развития этого подхода отражены в обзорных статьях (A. A. Semioshkin, I. B. Sivaev, V. I. Bregadze, Dalton Trans., 2008, 977-992; I. B. Sivaev, V. I. Bregadze, Boron Science: New Technologies and Applications (Ed. N. S. Hosmane), CRC Press, 2012, 623-637; А. А. Друзина, А. В. Шмалько, И. Б. Сиваев, В. И. Брегадзе, Успехи химии, 2021, 90, 785-830).
Другим важным направлением исследования последних 15 лет было изучение влияния водородных связей между дикарболлидными лигандами в производных бис(дикарболлидных) комплексов переходных металлов [3,3’-M(1,2-C2B9H11)2]– (M = Co, Fe, Ni) на конформацию и свойства этих комплексов. Эти работы начались с изучения влияния заместителей в бис(дикарболлидных) комплексах на кристаллическую упаковку и электропроводящие свойства их катион-радикальных солей с тетратиафульваленами (к.х.н. И. Д. Косенко, к.х.н. И. А. Лобанова) и в итоге привели к созданию молекулярных переключателей на основе бис(метилсульфидных) производных [8,8’-(MeS)2-3,3’-M(1,2-C2B9H10)2]– (M = Co, Fe) (к.х.н. С. А. Ануфриев). На разных этапах работы в этой области проводились совместно с Институтом проблем химической физики, Пермским государственным университетом, Харьковским национальным университетом им. В. Н. Каразина и Научно-исследовательским институтом физико-химической биологии им. А. Н. Белозерского.
Помимо этого, в лаборатории традиционно разрабатываются новые методы модификации орто-карборана по атомам углерода (М. В. Захарова, к.х.н. М. Ю. Стогний, к.х.н. А. В. Шмалько, к.х.н. С. А. Ануфриев) и бора (к.х.н. С. А. Ануфриев, к.х.н. А. В. Шмалько), а также 7,8-дикарба-нидо-ундекаборатного аниона (нидо-карборана) (М. В. Захарова, О. Б. Жидкова, к.х.н. С. А. Ануфриев, к.х.н. С. В. Тимофеев, к.х.н. А. В. Шмалько, к.х.н. С. А. Ерохина, к.х.н. М. Ю. Стогний). В последние годы в лаборатории также активно проводятся работы в области полусэндвичевых металлакарборанов (Д. К. Семенов, Е. В. Богданова, к.х.н. С. А. Ерохина, к.х.н. М. Ю. Стогний, к.х.н. С. А. Ануфриев, к.х.н. С. В. Тимофеев). Часть из них проводится в сотрудничестве с Нижегородским государственным университетом им. Н. И. Лобачевского.
В 2021-2023 годах лаборатория являлась исполнителем работ по теме «Разработка новых оптоэлектронных материалов на основе борных кластеров» (Соглашение с Минобрнауки РФ № 075-15-2021-1027 от 04.10.2021), целью которых являлся синтез и исследование оптоэлектронных свойств новых люминесцентных материалов на основе карборана, перспективных для создания OLED устройств. С целью изучения влияния природы и положения различных заместителей в орто-карборановом остове на свойства люминесцентных материалов на его основе был синтезирован ряд производных орто-карборана, содержащих заместители в положениях 9/9,12/3/3,6 боруглеродного остова. На основе полученных соединений реакцией никель-катализируемого кросс-сочетания были синтезированы соответствующие производные орто-карборана, содержащие 2-антраценовые и 1-пиреновые фрагменты и при атомах углерода боруглеродного остова. Синтезированные соединения представляют интерес для создания высокоэффективных эмиссионных люминисцентных материалов. В ходе выполнения проекта были подготовлены и опубликованы 3 статьи (O. B. Zhidkova, A. A. Druzina, S. A. Anufriev, K. Yu. Suponitsky, I. B. Sivaev, V. I. Bregadze, Synthesis and crystal structure of 9,12-dibromo-ortho-carborane. Molbank, 2022, 2022, M1347; I. B. Sivaev, Combining two types of boron in one molecule (To the 60th anniversary of the first synthesis of carborane). Chemistry, 2023, 5, 834-885; А. В. Шмалько, С. А. Ануфриев, С. В. Тимофеев, И. Б. Сиваев, В. И. Брегадзе, Синтез новых фторпроизводных карборана [3-F-7,8-C2B9H11]–, 3,6-F2-1,2-C2B10H10 и [6,6´-F2-3,3´-Co(1,2-C2B9H10)2]–. Изв. Акад. наук, Сер. хим., 2024, 73, 146-152) и подано Заявление о выдаче патента Российской Федерации на изобретение «Способ получения С-арилзамещенных орто-карборанов с использованием микроволнового облучения» (№ 2023135916 от 28.12.2023).
© ИНЭОС РАН, 2011–2024. 119334, Москва, ул. Вавилова, д. 28, стр. 1. Тел. (499) 135-92-02, факс (499) 135-50-85, e-mail
РегистрацияПочтовый сервер ИНЭОС РАН
Информация на сайте обновляется не реже одного раза в неделю.
