Аннотация результатов, полученных в 2024 году
В ходе выполнения первого этапа проекта был получен ряд гетерогенных катализаторов на основе цинка и меди как в виде каркасных структур (МОКП), так и в вид частиц на оксидных подложках, изучены их характеристики различными физико-химическими методами. Полученные катализаторы протестированы в реакциях эпоксидов с диоксидом углерода; на модельных реакциях с окисью пропилена и окисью стирола проведен скрининг катализаторов, найдены оптимальные условия. Выбрана одна из наиболее удачных каталитических систем на основе медного камфорного металлоорганического координационного полимера, оценена возможность его рециклизации на модельном субстрате и эффективность в карбоксилировании различных моно- и дизамещенных эпоксидов. Создана серия бифункциональных катализаторов на основе фталоцианинов, в своей структуре содержащих как центры Льюисовой кислотности (ионы цинка), так и нуклеофильные фрагменты (аммонийную группу с йодидом) в различном количестве и положении и протестирована в реакции карбоксилирования эпоксидов. На модельных субстратах найдены оптимальные условия, показана возможность успешной рециклизации; проведено сравнение его активности с другими гомогенными (фталоцианиновыми комплексами в присутствии нуклеофильной добавки) и гетерогенными (хлорид цинка на алюмоксидной подложке в присутствии нуклеофильной добавки). Изучена каталитическая активность гетерогенных и гомогенных никелевых катализаторов в реакциях арилгалогенидов и бензилового спирта с диоксидом углерода с получением ароматических и гетероароматических кислот. Наработаны новые никелевые комплексы для дальнейшего тестирования в данной реакции. Изучено вилияние облучения видимым светом на реакции никель/фоторедокс-катализируемого сочетания арилбромидо и иодидов с арилсульфенатами с высокими выходами , взаимодействия арилгалогенидов, а также стиролов и малоновых эфиров с CO2, позволяющее получать продукты различного строения, содержащие три карбоксильные группы в своей структуре. Наработаны новые рутениевые и иридиевые комплексы для дальнейшего тестирования в фото-катализируемых процессах карбоксилирования. Разработаны новые материалы для поглощения и хранения СО2 и осуществлен синтез аминов с высокой емкостью по диоксиду углерода. Синтезированы мезопористых материалов как носителей для аминов, а также адсорбентов на основе мезопористых материалов, модифицированных нанесенными аминами. Оценена эффективность адсорбции CO2 твердыми адсорбентами (измеренная в реакторе с неподвижным слоем, оборудованном датчиком температуры), полученными пропиткой первичными и вторичными аминами мезо/макропористых материалов на основе диоксида кремния (кремнезема) с бимодальным распределением пор по размерам. Разветвленные амины и линейный полиэтиленимин (PEI) иммобилизовали на носителях из диоксида кремния с высокими уровнями загрузки (40-60 мас.%). Адсорбент, пропитанный диэтилентриамином, продемонстрировал наибольшую адсорбционную емкость в токе чистого CO2. Синтезированы наноразмерные оксидные катализаторы для получения метанола.

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В ходе выполнения второго этапа проекта был синтезирован ряд медных и цинковых МОКП, изучены их физико-химические свойства как ab initio, так и по итогам их использования в каталитических процессах, в том числе при многократной рециклизации. Предложенная каталитическая система на основе медного камфорного МОКП, которая обеспечивает высокие выходы 2-оксазолидинонов в 4-хкомпонентной реакции алкина, амина, альдегида и диоксида углерода при наименьшей загрузке катализатора с добавкой KI, не требующая использования растворителя. Изучены аспекты проведения реакции карбоксилирования эпоксидов в присутствии гетерогенных цинковых катализаторов, среди которых наилучшие результаты продемонстрировал сульфид цинка в сочетании с нуклеофильной добавкой. Достигнуты высокие выходы не только для моно-, но так же и для дизамещенных циклических карбонатов. Также с хорошим выходом трех-замещенный циклический карбонат на основе окиси лимонена. Проведено обширное сравнение различных ониевых солей как самостоятельных катализаторов при безметалльном проведении реакции карбоксилирования эпоксидов. Изучены факторы, влияющие на селективность протекания реакции и способствующие получению полимерного продукта. Предложена новая каталитическая система на основе ZnS для реакции карбоксилирования азиридинов. Значение TOF составляет 43 ч-1 Разработанная система позволяет проводить карбоксилирование азиридинов в довольно мягких условиях: при 5 атм. углекислого газа, 60°C и в течение 1 часа реакции. Разработана универсальная методология для дивергентного синтеза фосфонилированных 4-хинолонов с использованием (2-йодарил)-замещенных инонов. Селективность реакции контролируется условиями реакции присоединения анилинов к инонам либо в чистом виде, либо с использованием золотых катализаторов. Межмолекулярная циклизация промежуточных енаминов, катализируемая медью, привела к получению ряда фосфорилзамещенных 4-хинолонов с хорошими выходами после двух стадий. Эти новые методы синтеза 4-хинолонов и 3-индолинонов могут быть использованы в фармацевтических исследованияхи разработках. Найдена каталитическая система на основе восстановленного титаната меди CuTiO2 для реакции карбоксилирования алкинов, позволяющая получать высокие выходы для ароматических и алифатических бутил пропиолатов со значениями TOF, превышающими известные в литературе для катализаторов на основе неорганических солей. Получены результаты о хемодивергентности в синтезе продуктов C–S и C–O сочетания 2-йодпиридина с фенилсульфинатом натрия в условиях Ni/фоторедокс катализа под действием видимого света. Исследована возможность проведения дикарбофункционализации стиролов С-Н кислотами и СО2. Изучена селективность реакции и альтернативные механистические пути. Разработаны новые подходы для синтеза эффективных нанесенных медь-цинковых катализаторов гидрирования углекислого газа в ценный продукт – метанол, а также железосодержащих катализаторов для процесса получения углеводородов путем гидрирования СО2. Разработан новый катализатор на основе системы SnO2/Al2O3 с добавками CuCl2, ZnCl2, KF, который показал высокую эффективность при прямом синтезе DMC из метанола и CO2 в присутствии дегидратирующих агентов.