Электроорганическая химия

Первой работой по органической электрохимии в России можно считать электролиз раствора валерьяновой кислоты (А.М.Бутлеров).

Во второй половине ХX в. в Казани начаты исследования превращений органических веществ в растворах с применением полярографии (Ю.П.Китаев), полярографии и вольтамперометрии (Ю.М.Каргин), реакций на электродах-монокристаллах с различными кристаллографическими характеристиками (В.Н.Никулин). Разрабатывались аналитические аспекты электроорганической химии (В.М.Гороховский, В.И.Гороховская, Г.К.Будников).

Объектами исследования электроорганической химии являлись органические соединения с электрохимически активными (нуклеофильными и электрофильными) группировками – альдегиды, кетоны, нитросоединения. Выявлена роль отдельных стадий электродных реакций в различных средах (химические реакции, стадии элиминирования, протонирования, каталитические процессы, медиаторные процессы с применением переносчиков электрона).

Использование метода ЭПР позволило обнаружить промежуточное образование частиц радикальной природы (А.В.Ильясов, М.К.Кадыров). Получены результаты по нитрованию, электросинтезу фосфорорганических соединений (ФОС), хлорированию высших олефинов.

В институте органической и физической химии Казанского научного центра Российской академии наук разработаны эффективные электрокаталитические методы синтеза ФОС, развито научные направление – изучение процессов электрохимической активации и трансформации элементного фосфора под действием органических и металлоорганических соединений.

Созданы научные основы высокоэффективной, энергосберегающей и экологически безопасной технологии электросинтеза важных классов ФОС – триалкил-, тирарил-, триамидо- и диалкилфосфатов, третичных фосфинов и фосфониевых солей из белого фосфора в условиях металлокомплексного катализа.

Разработаны электрокаталитические процессы с участием переходных металлов; выяснены их закономерности и факторы, определяющие реакционную способность катализаторов. Предложены методы синтеза разнообразных соединений со связями Р-Е (Е=С, О, N, Si), прогнозирования выбора более эффективных реагентов методами электрохимии, новые подходы к исследованию механизма раскрытия тетраэдра белого фосфора в условиях металлокомплексного катализа (Ю.Г.Будникова, Ю.М.Каргин, О.Г.Синяшин).

Работы казанских электрохимиков по разработке новых высокоэффективных экологически чистых способов получения ФОС из белого фосфора удостоены международных медалей и дипломов, премий республиканских конкурсов и Государственная премия РТ (2007).

Исследования в этой области открыли нетрадиционные пути к формированию связи P-E (E=C, N, O, H, металл и др.), позволили вводить атом фосфора в спирты, амины, органогалогениды, олефины и другое, получать труднодоступные фосфорорганические вещества: фосфины, неорганические кислоты фосфора и их производные, органические производные кислот фосфора, функционализированные фосфорорганические олигомеры и полимеры и другое (О.Г.Синяшин, Ю.Г.Будникова, Э.С.Батыева, Б.Е.Иванов).

Проводятся исследования электрохимических реакций индолизинов с целью создания систем молекулярного распознавания, изучается термодинамика электродных реакций наноразмерных супрамолекулярных систем на основе каликс[4]аренов и комплексов металлов, электропереключаемого связывания комплексов металлов п-сульфанато(тиа)каликс[4]аренами, а также связывания ионов металлов бииндолизиновыми гетероциклофанами и их ациклическими аналогами (В.В.Янилкин с сотрудниками).

Основные центры исследований в области электроорганической химии – институт органической и физической химии Казанского научного центра Российской академии наук, Казанский университет.

Авторы – Ю.Г.Будникова, Г.К.Будников