Фундаментальные исследования

Достижения в создании технологий и производств на их основе базируются, прежде всего, на фундаментальных научных результатах, полученных учеными института.

В НИОПИК в разные годы работала целая плеяда крупных ученых, внесших значительный вклад в органическую химию и смежные дисциплины. Почетный академик М.А.Ильинский (1856-1941) заложил основы химии антрахинона, открыв ртутный катализ в реакции сульфирования антрахннона и реакцию антрахинонсульфокислот с гидроокисью кальция.

Академик Н.М. Кижнер (1867-1935) открыл трансформацию карбонильной группы в метиленовую при разложении гидразонов альдегидов и кетонов (реакция Кижнера-Вольфа) и образование циклопропанов при взаимодействии ненасыщенных альдегидов и кетонов с гидразином (реакция Кижнера).

Академику А.Е. Порай-Кошицу (1877-1949) принадлежат классические исследования таутомерных систем.

Огромное значение для нескольких поколений химиков имела книга профессора Н.Н. Ворожцова (1881-1941) «Основы синтеза промежуточных продуктов и красителей», подготовленная к печати Н.Н. Ворожцовым-мл. (1907-1979), впоследствии академиком.

Профессор Р.К. Эйхман (1879-1953) был создателем оригинального метода сульфирования бензола в парах, долгие годы остававшегося самым экономичным в мире. Профессор В.А. Измаильский (1885-1973) сформулировал принципы теории цветности. Профессор С.В. Богданов (1902-1968) установил истинное строение бисульфитных соединений - промежуточных продуктов реакции Бухерера, открыл новую перегруппировку фуроксанов, разработал метод окислительного сульфирования. По инициативе профессора А.И. Королева (1899-1969) было создано новое научное направление, подучившее позднее название химии функциональных красителей. Профессор И.С. Иоффе выдвинул стройную теорию сульфирования серной кислотой. Профессором А. И. Титовым (1904-1965) задолго до работ зарубежных ученых Ингольда и Хараша создана теория нитрования. Профессор В.О. Лукашевич (1894-1968) предложил механизм восстановления ароматических нитросоединений.

Профессору Б.А. Порай-Кошицу (1909-1969) принадлежат фундаментальные исследования по химии диазосоединений. Профессором Н.С. Докунихиным (1912-1976) открыты новые превращения в ряду нафтостирила., антрахинона, полициклических кетонов. Профессор М.А. Чекалин (1911-1987) впервые установил место ковалентного связывания активных красителей с остатком глюкозы в целлюлозе. Профессором В.В. Титовым (1935-1996) были установлены принципиальные закономерности влияния структуры на мезогенные свойства жидкокристаллических соединений.

Важные научные исследования выполнены в химии красителей профессорами Н.Г. Лаптевым (1902-1967), Ф.Н. Степановым (1904-1968), Н.С. Вульфсоном (1914-1994), д.х.н. В.Н. Уфимцевым (1903-1984), д.х.н. В.Н. Копраненковым (1939-1999), в области гетерогенного катализа - профессором И.И. Иоффе (1915-1998), по электрохимии органических соединений - д.х.н. Э.С. Левиным (1896-1970), по физической химии диспергирования красителей - д.т.н. Л.М. Голомбом (1911- 1973), в области физико-механических процессов разделения суспензий - д.т.н. Т.А. Малиновской (1924-1979).

В настоящее время в НИОПИК также работает немало исследователей, научные результаты которых, полученные совместно с учениками и сотрудниками, создают потенциал для дальнейшего развития.

Найдены новые реакции восстановительной циклизации 8,8'-дизамещенных производных 1,1'-бинафтила, приводящие к соединениям перилена в щелочной среде и соединениям антантрена в кислой среде по анион- радикальному и электрофильному механизму соответственно. Показана возможность циклизации в производные перилентетракарбоновой кислоты непосредственно на волокне, на основании чего создана новая группа красителей. Исходя из 1,1'-бинафтилгексакарбоновой кислоты синтезированы новые водорастворимые полиамиды, использованные для получения волокон с варьируемыми свойствами (Г.Н. Ворожцов).

В русле систематических исследований пери-взаимодействий в ряду антрацена и антрахинона синтезированы и изучены неизвестные ранее конденсированные системы, содержащие пери-аннелированный гетероцикл, в том числе имеющие ана-хиноидное строение, найдены новые хромофоры. На базе изучения реакционной способности этих систем разработан оригинальный способ синтеза производных бензантрона, получены эффективные люминофоры. Обнаружены новые ацилотропные перегруппировки в ряду антрахинона, установлен их механизм, найдены оригинальные методы синтеза 9-аминопроизводных 1,10-антрахинона. Синтезированы первые стабильные соединения 1,10-антрахинона, неспособные к таутомерии, и изучена их реакционная способность. Впервые получены неароматические соли диазония, по стабильности и способности к реакции азосочетания сравнимые с ароматическими. Показана возможность ароматизации дигидроароматических соединений азотистой кислотой, что позволяет в ряде случаев совместить стадии дегидрирования и диазотирования (М.В. Горелик, М.В. Казанков и др.).

Разработаны общие методы синтеза замещенных фталоцианинов и их аналогов, позволившие синтезировать более тысячи новых соединений, обладающих огромным диапазоном свойств за счет широкой вариации электронных и стерических параметров заместителей. На этой основе получены принципиальные результаты в области физико-органической, координационной и каталитической химии азапорфинов, создающие теоретический фундамент для структурно-функционального моделирования ими функций природных тетрапиррольных пигментов - гема и хлорофилла. Предложены новые синтетические подходы для получения люминесцентных красителей ряда родамина, феноксазина, кумарина, феналенона и др., изучены направления и механизмы фотодеградации этих красителей и созданы на этой основе оригинальные методы их стабилизации в жидких и полимерных матрицах. (О.Л. Калия, Е.А. Лукьянец).

Проводятся фундаментальные исследования в области синтеза биологически активных соединений. Найдены новые методы синтеза индольных и бензофурановых систем по реакции Неницеску, установлены существенные элементы механизма этой реакции. Открыта новая реакция получения производных индазола взаимодействием гидразонов с енаминами (аза-реакция Неницеску). Разработаны новые пути синтеза конденсированных азагетероциклов на основе производных индоксила и оксиндола, соединений пиррола, фурана, тиофена и  их конденсированных производных с помощью новых модификаций реакции Торпа-Циглера. Впервые показано, что большая группа известных лекарственных средств является донорами оксида азота и найден ряд новых типов органических, в первую очередь, гетероциклических соединений, способных генерировать NO в живом организме (В.Г. Граник).

В результате изучения фотофизических, фотохимических и каталитических свойств органических красителей различных классов установлена связь между их структурой и способностью к генерации синглетного кислорода (фотодинамический эффект) и других его активных форм, что позволило создать эффективные фотосенсибилизаторы для фотодинамической терапии и металлокомплексные катализаторы для темновой терапии онкологических и неонкологических заболеваний а также использовать некоторые из них для решения ряда экологических и технологических проблем. (Г.Н. Ворожцов, О.Л. Калия, Е.А. Лукьянец)

Изучены реакции нуклеофильного замещения галогена в ароматическом ряду в условиях межфазного катализа, на основе чего существенно улучшены технологии ряда полупродуктов. (Б.В. Салов, В.Ф. Шнер).

Исследована зависимость между химической структурой красителей и свойствами, связанными с их применением: сорбцией восстановленных форм тиоиндигоидных красителей хлопком, выбираемостью дисперсных красителей полиэфирным субстратом при крашении из органического растворителя и переходом в газовую фазу при сублимационном крашенин, скоростью и механизмом их выцветания  в окрашенном полиэфире, морфологическими особенностями, определяющими диспергируемость красителей и пигментов (В.В. Карпов).

Открыты новые эффекты в электрооптике жидких кристаллов, позволившие существенно улучшить характеристики жидкокристаллических устройств отображения информации, например явление образования ориентационной пространственно - модулированной полярной (флексоэлектрической) структуры в электрическом поле. Установлена взаимосвязь между структурой жидкокристаллической молекулы и ее мезоморфными свойствами на примере дизамещенных оксадиазолов, обнаружено явление образования холестерических мезофаз нехиральными молекулами как результат возникновения водородных связей, синтезированы новые "бананообразные" жидкокристаллические соединения с большой величиной спонтанной поляризации. (Л. М. Блинов, С.И. Торгова).

Установлен механизм фото- и термораспада производных нафтохинондиазида, который положен в основу создания нового ассортимента позитивных фоторезистов (Р.Д. Эрлих).

Впервые синтезированы аддукты тетрацианохинодиметана с ароматическими и гетероароматическими соединениями (Б.П Беспалов) и исследованы их фотохимические превращения, приводящие к  образованию веществ с нелинейно-оптическими свойствами.

Сделано открытие неизвестного ранее явления скачкообразного увеличения тепло- и массообмена между газовой и жидкой фазами в режиме инверсии фаз, определившее общие пути повышения эффективности насадочных массо- и теплообменных аппаратов (открытие диплом № 141, 1974 г.), созданы принципиально новые аппараты с принудительным змульгированием (колонны с затопленной насадкой), найден оригинальный способ разделения смеси жидкостей (на примере морфолин - вода) с применением хемосорбции (Л.И. Бляхман).

Сотрудники НИОПИК участвуют в международных научных конференциях, взаимодействии с иностранными фирмами, обмене исследователями, организации совместных научных коллективов. Так, на базе лабораторий физики и химии жидких кристаллов НИОПИК создана российско-итальянская лаборатория по исследованию ориентационно упорядоченных сред.

Ученые НИОПИКа и их шотланские коллеги
на приеме у Мера города Абердин

На научной конференции по фталоцианинам в Гонолулу


Ряд сотрудников института проводили исследования в научных лабораториях Франции, Италии, Японии, Южной Африки, Канады. Ведущие специалисты НИОПИК входят в состав оргкомитетов международных конференций и редколлегий международных журналов. НИОПИК участвует в работе Международного союза по чистой и прикладной химии (ИЮПАК) в качестве ассоциированной компании.

В институте защищено более 400 диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук. Сотрудниками НИОПИК зарегистрировано два открытия: в области тепло и массобмена (Л.И. Бляхман) и свободных органических радикалов (О.Л. Лебедев), получено 2150 авторских свидетельств и 285 патентов СССР и РФ; 165 патентов за рубежом; 13 изобретений патентуются за рубежом в настоящее время; продано 18 лицензий, из которых 15 - в страны дальнего зарубежья. Научно – техническая деятельность НИОПИК отражена в более чем десяти тысячах публикаций, обобщена в монографиях, учебниках и каталогах, часть из которых перечислена в нижеприведенном списке.

Избранные книги, авторами или соавторами которых являются сотрудники НИОПИК

Контрактное производство
Премия призвание
Фото и видеоматериалы