Кафедра Органічної хімії та технології органічних речовин

Наукова робота на кафедрі ОХ та ТОР

Науково-дослідна робота кафедри присвячена питанням хімії та технології каркасних сполук, розробці медичних препаратів (нейропротекторів та антивірусних препаратів), дослідженню механізмів та розробці препаративних методів активації та функціоналізації алканів, дослідженням високонапружених структур (кубанів та олігогомокубанів), хімічним перетворенням вуглеводневих катіон-радикалів, новим перетворенням ілідів сірки, комп'ютерному моделюванню механізмів органічних реакцій.  Кафедра має сучасну науково-методичну та лабораторно-технічну базу і здійснює підготовку бакалаврів, спеціалістів, магістрів за спеціальностями «Хімічні технології органічних речовин».  Підготовка фахівців здійснюється на стаціонарній формі. Також на кафедрі відбувається підготовка докторів і кандидатів наук за спеціальністю 02.00.03 – Органічна хімія. 

Останні вісімнадцять років кафедра ОХ та ТОР інтенсивно розвиває новий напрямок в хімії вищих діамондоїдів.  Діамондоїди є фрагментами нанодіамантів, але на відміну від традиційних нанодіамантів, вони є частинкамі строго визначеного розміру і топології.  В 2005 році була розпочата серія публікацій «Функціоналізовані діамондоїди» в провідних наукових виданнях (Chem. Eur. J. 2005, 11, 7091).  Поява цієї серії статей привернуло увагу не тільки хіміків, але і фізиків та матеріалознавців до перспектив діамондоїдів для наноелектроніки і суміжних дисциплін.  Вже  друга стаття цієї серії була відзначена обкладинкою провідного світового журналу з органічної хімії Journal of Organic Chemistry 2006, 71, 8532.

< <

Співробітники кафедри органічної хімії і технології органічних речовин ХТФ к.х.н., с.н.с. П.О.Гунченко та м.н.с. Л.В.Черниш за участю студентки Є.Ю.Тихончук під керівництвом д.х.н., проф. А.А.Фокіна, у співпраці з університетами Гісена (Німеччина) та Стенфорда (США) кинули виклик природі. Використовуючи як вихідні сполуки так звані діамондоїди (вуглеводні нанометрових розмірів, що відтворюють фрагменти структури природного алмазу і добуваються з нафти), вони синтезували молекули, які містять аномально подовжені зв’язки.Новий світовий рекорд довжини для вуглецевого зв’язку С–С наразі становить 1.704 А^о (проти типових 1,540 А^о). Дивовижно, що не зважаючи на рекордну довжину зв’язку, синтезовані сполуки є стабільними навіть при підвищених температурах. Одержані результати виявились настільки важливими, що були опубліковані у найбільш авторитетному науковому журналі Nature (2011, т. 477 с.308–311). Варто зауважити, що це перша робота українських хіміків, опублікована у цьому журналі.

 Подальше дослідження електронних властивостей діамондоїдів спільно з університетом Гіссена (ФРН) і фізиками-синхротронщиками Стенфордського Університету і Ліверморською Національною Лабораторією (США) дозволило вперше для органічної молекули виявити ефект негативної електронної спорідненості (на прикладі одержаного на кафедрі ОХ та ТОР похідного діамондоїда). Це відкриття було опубліковане в найбільш авторитетному загальнонауковому журналі Science 2007, 316, 1460;  важливість цього відкриття для нанотехнології вцілому і для наноелектроніки визначається можливістю створення холодних електронних емітерів на основі органічних молекул. Це відкриває зовсім неочікувані можливості для створення органічних світлодіодів і дисплеїв.  Публікація цього матеріалу в Science (перша в історії НТУУ «КПІ») знайшла миттєве відображення на сторінках журналу Nature 2007, 2, 462.

Електронне випромінювання має вирішальне значення для безлічі сучасних виробничих і аналітичних застосувань, включаючи мас-спектрометрію, електронне зображення та створення наноструктур. Тут ми повідомляємо, що моношари ефективно надають металевим поверхням різко покращені властивості електроемісії. Ми пояснюємо покращення емісії значним зменшенням роботи виходу, а не геометричним покращенням. Цей ефект залежить від конкретного діамондоїдного ізомеру, при цьому [121]тетрамантан-2-тіол знижує роботу виходу золота з ~5,1 еВ до 1,60 ± 0,3 еВ, що відповідає збільшенню струму більш ніж у 13 000 разів. Результати цієї роботи було опубліковано в Nano Lett.2018, 18, 1099–1103.

Для селективного гідроксилювання неактивованих зв’язків CH в аліфатичних альдегідах з двокиснем через комплекс міді було розроблено просту концепцію закріплення і розщеплення іміну. Робота відзначена обкладинкою в Chem.Eur.J. 2018, 24, 15543?15549.

Ми поєднуємо експерименти та обчислення, щоб продемонструвати керовані гідростатичним тиском окислювально-відновні реакції в металоорганічних халькогенідах, які включають молекулярні елементи, що мають неоднорідну стисливість 16–19, у яких згинання кутів зв’язку або зсув суміжних ланцюгів активує зв’язки метал–халькоген, що призводить до утворення елементарного металу. Ці результати розкривають невивчений механізм реакції та пропонують можливі стратегії для високоспецифічного механосинтезу. Роботу було опубліковано в Nature2018, 554, 505–510.

Ми представляємо стратегію скелетного редагування діамандоїдних структур для вибіркового заміщення метилену гетероатомними фрагментами в вуглецевому каркасі. Це являє собою синтетичний підхід до легування алмазоподібних структур за допомогою донорних електронів (O, N і S). Ключові кроки включають дві наступні фрагментації ретро-Барб'є з подальшою реконструкцією клітки в присутності допанту. Примітно, що введення n-допантів зменшує деформацію діамандоїдної клітини, як показано через гомодесмотичні рівняння. Ця робота була відзначена обкладинкою в Org. Lett. 2022, 24, 4845−4849.

НАУКОВІ ШКОЛИ КАФЕДРИ

Список публікацій Кафедри ОХ та ТОР

Список публікацій Кафедри ОХ та ТОР 2001-2014 рр.

Список публікацій Кафедри ОХ та ТОР 2015-2023 рр.