Разработка катализаторов селективного жидкофазного окисления для экологически чистых процессов основного и тонкого органического синтеза

Цель исследования - поиск и разработка новых гетерогенных катализаторов для получения кислородсодержащих продуктов органического синтеза, создание новых высокоэффективных и селективных биомиметических катализаторов для хемо- и стереоселективной оксофункционализации органических соединений экологически безопасными окислителями H₂O₂ и O₂, а также установление механизмов каталитического действия этих систем. В 2017 г. изучен механизм реакции гидрокислирования ароматического ядра алкилбензолов пероксидом водорода в присутствии диванадий-замещенного полиоксовольфрамата структуры γ-Кеггина (Bu₄N)₄[γ-PW₁₀O₃₈V₂(μ-O)(μ-OH)] и установлены причины необычной региоселективности, наблюдаемой в этой реакции. Разработан метод иммобилизации металл-кислородных анионных кластеров на азотсодержащих углеродных нанотрубках (N-УНТ). Присутствие азота позволяет осуществлять молекулярное распределение кластера на поверхности углеродного материала и его прочное связывание. Катализатор [γ-PW₁₀O₃₈V₂(μ-O)(μ-OH)]/N-УНТ позволяет осуществлять многократное высокоселективное превращение алкилфенолов в бензохиноны с использованием пероксида водорода в качестве «зеленого» окислителя. Триметил-п-бензохинон (предшественник витамина Е) получен с 99%-ным выходом и 80%-ной эффективностью использования Н₂О₂. Установлены природа активных центров и механизм реакций селективного эпоксидирования олефинов различными окислителями (пероксидом водорода, алкилгидропероксидами) в присутствии хиральных биомиметических комплексов железа(II) с аминопиридиновыми лигандами, моделирующих активные центры негемовых железосодержащих ферментов оксигеназ. Показано, что процессы селективного окисления алифатических C-H групп органических соединений различными окислителями (H₂O₂, CH₃CO₃H, m-CPBA) на комплексах Fe катализируются преимущественно оксоперферрильными частицами, содержащими железо в формальной степени окисления (+5). Предложена методика оценки реакционной способности оксоперферрильных интермедиатов по отношению к алифатическим субстратам при низких температурах.