V.P. Kukhar Institute
of Bioorganic
chemistry and
Petrochemistry
NAS of Ukraine

ADVANCEMENT OF CHEMICAL KNOWLEDGE OF SUBSTANCES AND PROCESSES

A preparative method for the preparation of trifluoroheliotridane, a fluorinated analogue of the known heliotridane alkaloid, has been developed. It has been shown that the introduction of fluorine-containing groups into pyrrolizidine alkaloids enhances their biological activity by increasing lipophilicity, metabolic stability and bioavailability (I.I. Gerus, O.M. Shaitanova, M.Y. Bugera).

New substituted 1-aryl-2-azabicyclo[3.2.0]heptanes were synthesised by photochemical [2+2]-cycloaddition. The study of their physicochemical properties, including lipophilicity, water solubility, and metabolic stability, has proven to be important in the development of drugs (E.O. Skalenko, V.S. Brovarets).

New approaches to the preparation of functionally substituted 7-deazapurines from methyl esters of pyrrolo[2,3-d]pyrimidine-6-carboxylic acids were found, and preparative methods for the synthesis of new pyrazino[1′,2′:1,5]pyrrolo[2,3-d]pyrimidines were developed. The compounds with telomerase inhibitory activity were found for the first time in the series of tricyclic pyrrolo[2,3-d]pyrimidine derivatives. The obtained experimental data, together with the results of molecular modelling, showed the prospects of searching for specific telomerase inhibitors as potential anticancer agents (O.B. Smolii, L.V. Muzychka).

Promising directions for the modification of 7-methyl(phenyl)-1,6-naphthyridin-5(6H)-ones obtained by recyclization of the corresponding 5H-pyrano[4,3-b]pyridin-5-ones were shown. In particular, new 7-methyl(phenyl)-1,6-naphthalenes with morpholine and N-methylpiperazine fragments at position 5 were obtained, along with the partially hydrogenated pyrido[3,2-d][1,2]diazepin-5-one derivatives (A.S. Konovalenko, O.V. Shablykin, V.S. Brovarets).

Methods for the synthesis of chiral phosphorus-containing analogues of natural compounds have been developed using asymmetric organocatalysis and metal-complex catalysis. A high-precision convergent method for determining the absolute configuration of five-membered cycloalkanols with the combined use of chiral HPLC, enzymatic analysis and Kazlauskas’ rule was proposed (Corresponding Members of the NAS of Ukraine O.I. Kolodiazhnyi, D.V. Prysiazhniuk, A.O. Kolodiazhna, O.O. Kolodiazhna, E.V. Hryshkun).

Preparative methods for the synthesis of new CF₃– and CNF₂-containing cyclobutane carboxylic acids, amines, and amino acids were developed as promising starting materials for medicinal chemistry (I.S. Kondratov, A.A. Homon, I.I. Gerus).

NANOCHEMISTRY

New thermo- and light-sensitive ternary nanocomposite nanoparticles of the core-shell type of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) with polystyrene and polyisopropylacrylamide were synthesised. It has been found that due to additional intermolecular interactions, their latexes have an increased lower critical solution temperature at the transition through which the nanoparticles sharply decrease in volume and push out the water absorbed by the polyisopropylacrylamide shell. The possibility of employment of the obtained latexes as carriers of drugs and diagnostic agents in living organisms has been shown. For the first time, it was established the possibility of stabilisation and significant improvement of the sensitivity towards volatile organic compounds of the hybrid sensor nanocomposites of carbon nanotubes and the conductive polymer by introducing clay minerals into their composition (O.A. Pud, M.O. Ogurtsov, Y.V. Noskov, N.V. Davydenko, I.E. Myroniuk, O.S. Kruglyak).

To improve the chemotological characteristics of biodiesel fuels, an additive based on the synthesised brominated carbon nanospheres, nanoclusters of a tangled structure, was created, which reduces the wear and friction of diesel engines and inhibits the oxidation of fatty acid esters (E.V. Polunkin, V.S. Pyliavsky, T.M. Kameneva, D.V. Kotvitsky, L.I. Starzhynska).

BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCES AND MATERIALS

The properties of carboxylated chalcones and some homoisoflavones as submicromolar xanthine oxidase inhibitors have been established on the basis of in vitro experimental studies. The effectiveness of these compounds is significantly higher than that of the corresponding dihydrochalcones and isoflavones. The results obtained are important for the research and development of bioactive substances for the treatment of hyperuricemia and gout (O.L. Kobzar, A.V. Tatarchuk, G.P. Mrug, M.S. Frasyniuk, Corresponding Member of the NAS of Ukraine A.I. Vovk).

The high antitumour activity of 1,3-oxazole-4-ylphosphonium salts on a number of tumour cell lines was demonstrated. It was shown that the average values of the parameters of antitumour activity of the most active derivatives ranged from 0.3–1.1 µM (GI₅₀), 1.2–2.5 µM (TGI) and 5–6 µM (LC₅₀). It was found that the cytotoxicity vector of one of the compounds has a high positive correlation with standard anticancer agents that induce apoptosis via the caspase-dependent intrinsic mitochondrial pathway. The new derivatives of 1,3-oxazole-4-ylphosphonium salts with antitumour effect are recommended for further in-depth study (M.Y. Brusnakov, O.V. Holovchenko, E.S. Veligina, V.V. Zhirnov, V.S. Brovarets).

For the first time, inhibitors of the malate dehydrogenase, some isoforms of which are potential therapeutic targets, were found among N,N-dialkylsulfomoyl derivatives of calix[4]arene, thiacalix[4]arene and sulfonylcalix[4]arene. As a result of molecular docking studies, it was found that the mechanism of inhibitory action of macrocycles may be due to the disruption of intermolecular interactions between two subunits of the enzyme (O.L. Kobzar, I.V. Mishchenko, Corresponding Member of the NAS of Ukraine A.I. Vovk).

An in vitro model of coronavirus infection was developed and studied using a non-pathogenic human prototype strain of IBV coronavirus (avian infectious bronchitis coronavirus), which belongs to the subfamily Coronavirinae, including SARS-CoV-2. The use of the model will allow to effectively analyse and identify new chemical objects as potential antiviral agents with a specific molecular mechanism of action in the experimental conditions (D.M. Hodina, I.V. Semenyuta, L.O. Metelytsia).

The in vitro study of the antimicrobial activity of synthesised isoxazole-containing sulfonamides was carried out, and the acute toxicity of the most promising compounds was determined in the model of hydrobiont D. Magna. Preparative methods for the synthesis of new sulfonamides of the isoxazole series as new biocidal agents of a variety of action were developed (O.V. Pavliuk, D.M. Hodina, M.M. Baran).

The influence of plant growth regulators based on N-oxide-2,6-dimethylpyridine, sodium and potassium salts of 6-methyl-2-mercapto-4-hydroxypyrimidine, furanopyrimidine and thienopyrimidine derivatives on the growth and development of plants (wheat, barley, sorghum, rye, sunflower, pea, chickpea, rapeseed, flax and bean) during the growing season, as well as on the frequency of Agrobacterium-mediated transformation of tomato plants. The relationship between the chemical structure and biological activity of the studied synthetic compounds was analysed, which was species- and variety-specific. The practical use of the investigated compounds in agriculture to improve plant growth and in biotechnology to improve microclonal plant propagation was proposed (V.A. Tsygankova, Y.V. Andrusevich, V.M. Kopich, I.V. Saligor, O.O. Oliynyk).

Several plant metabolic enzymes were cloned and produced as recombinant proteins, namely glyoxalate/hydroxypyruvate reductase A, glutathione peroxidase 2, and glutathione S-transferase F8. We have cloned thioredoxin M1 in the form of a recombinant protein with a streptavidin tag (strep-tag). These proteins will be tested for their ability to bind to salicylic acid by isothermal titration calorimetry, which will allow us to establish their role in the biological role of salicylic acid in plant cells. In the course of studying the molecular mechanisms of plant resistance to biotic stress, the level of root growth inhibition of mutant lines of Arabidopsis thaliana plants dgk3.5.6 (triple mutants), dgk1.2 (double mutants), dgk4 and dgk7 with a knockout of diacylglycerol kinase genes in the presence of the peptide PEP1 was determined. The obtained results are important for solving practical problems of increasing the resistance of crops to biotic stresses (I.V. Pokotylo, V.S. Kravets).

NEW HIGHLY EFFECTIVE CHEMICAL PROCESSES AND MATERIALS

New proton exchange membranes for high-temperature fuel cells based on commercial polyimide Matrimid® and hydrophobic proton ionic liquids have been developed. It has been shown that the main advantages of the new membranes over the traditional ones are low cost, ease of manufacture and high ionic conductivity at temperatures above 100 °C in the absence of moisture (S.P. Rogalsky, O.V. Dzhuzha, O.V. Shybyrin, O.P. Tarasyuk).

An original method was developed, and a laboratory-industrial unit was created to produce an alkaline catalyst (potassium ethylate) required for the production of biodiesel from sunflower oil. At the production facilities of Biotech LTD (Horodyshche village, Boryspil district), successful tests of this method were carried out, and a pilot batch of crude biodiesel from sunflower oil harvested in 2022 was produced (S.V. Konovalov, S.O. Zubenko, V.O. Yevdokymenko, D.C. Kamenskykh, L.K. Patryliak).

The study was carried out to determine the catalytic properties of the optimised industrial catalyst for the hydrogenation of carbon oxides in the classical (industrial) version and under conditions of mechanical activation. The optimal operating conditions of the modernised industrial catalysts for the hydrogenation of carbon oxides in the direction of maximum yields of single and multi-atomic alcohols were selected (D.S. Kamenskikh, T.V. Tkachenko, N.Y. Khimach, V.O. Yevdokymenko).

The possibility of obtaining promising components from plant waste, with their subsequent chemical modification and transformation into nanocomposite preparations of growth-stimulating and anti-stress action for the pre-sowing treatment of winter wheat seeds, was shown (M.D. Aksylenko, E.V. Sheludko, T.V. Tkachenko, D.S. Kamenskykh, V.O. Yevdokymenko).

Carbon materials as carriers of acid catalysts for the conversion of plant renewable raw materials into practically useful chemical products were synthesised. To functionalise the surface of carbon materials with acid groups, a methodology for the formation and synthesis of new acid catalysts was developed. The content of functional groups of acidic and basic nature of the obtained carbon materials was identified with the differentiation of acid groups by their acidity level (V.A. Povazhnyi, O.V. Melnychuk).

The possibility of replacing a liquid catalyst with a solid one in the production of microcrystalline cellulose (MCC) by the organosolvent method was investigated. It was found that only sulfonated copolymers based on tetrafluoroethylene are stable in the cooking solution, unlike sulfonated copolymers of styrene and divinylbenzene, and allow to obtain MCC from millet with higher yields and degrees of polymerisation (T.V. Tkachenko, D.S. Kamenskykh, V.O. Yevdokymenko).

A biceolite bimetallic catalyst for the isomerisation of linear hydrocarbons containing a natural component with improved characteristics has been obtained. It was shown that the non-additive effect of the catalyst components (Ni-containing mordenite rock and Pd-containing synthetic zeolite MFI) more than triples the yield of n-hexane isomerisation products and reduces the temperature of maximum isomer yield by 50 °C. The obtained results are important for reducing the cost of the catalyst for the isomerisation of linear alkanes by using domestic fossil raw materials, reducing the content of expensive hydrogenating and dehydrating components and the temperature of the process, as well as enriching the obtained isomerizate with the most valuable dimethyl branched chain component (Y.G. Voloshina, O.P. Pertko, L.K. Patryliak).

The conditions for the synthesis of biosynthetic surfactants were selected, the temperature regularities of their thermal decomposition were investigated, and the temperature limit of their use in technical processes was established (O.O. Papeikin, L.Y. Bodachivska, O.I. Safronov, I.O. Venger).

ADVANCEMENT OF CHEMICAL KNOWLEDGE OF SUBSTANCES AND PROCESSES

A convenient method for the synthesis of new cyclic diamines with a diphthoromethylene fragment has been proposed. Functionally substituted derivatives of bicyclic pyrroles containing trifluoromethyl and trifluoroacetyl groups in the pyrrole ring were synthesised, and the cyclisation mechanism was proposed and confirmed by DFT (ab initio) calculations (O.E. Sorochinsky, I.I. Gerus, O.M. Shaitanova, A.A. Klipkov, V.A. Agunovich, M.Y. Bugera).

It has been shown that the interaction of available 1-acylamino-2,2-dichloroethyl(triphenyl)phosphonium chlorides with alkanolamines containing a primary amino group leads to the formation of 4-oxazolylphosphonium salts with a hydroxyalkylamine residue at position 5 of the oxazole cycle. Under similar conditions, the reaction of N-substituted alkanolamines with 1-acylamino-2,2-dichloroethyl(triphenyl)phosphonium chlorides leads to the formation of 1,3-oxazolidin-2-ylidene derivatives, in which the triphenylphosphonium group is located in the side chain (O.V. Golovchenko, M.Y. Brusnakov, R.M. Vyjak, V.S. Brovarets).

New 3,4,7-functionalized pyrrolo[2,3-d]pyrimidine derivatives were synthesised based on 4-substituted 7-deazapurines and preparative methods for the synthesis of tricyclic systems with a pyrrolo[2,3-d]pyrimidine fragment were developed. In the series of tricyclic derivatives of pyrimido[5′,4′:4,5]pyrrolo[1,2-a][1,4]diazepine, new representatives of adenosine A2A receptor antagonists were found for the first time, which may be promising in the treatment of several neurodegenerative diseases (O.B. Smolii, L.V. Muzychka).

New stereochemically pure derivatives of vicinal aminofluoropyrrolidines, aminofluorocyclopentanols, fluorocyclohexanols, and indenols were synthesised. The cis– and trans-isomers of vicinal compounds were obtained, which were separated into optically pure (1S,2S), (1R,2R), (1S,2R) (1R,2S)-stereoisomers (ee > 98%) by biocatalytic methods using lipases of Pseudomonas cepacia, Burkholderia cepacia and Candida antactica (Corresponding Member of the NAS of Ukraine O.I. Kolodiazhnyi, D.V. Prysyazhnyuk, A.O. Kolodiazhna, O.O. Kolodiazhna, E.V. Hryshkun).

The deoxofluorination of aromatic and heteroaromatic acids with sulfur tetrafluoride was carried out to obtain trifluoromethyl-containing compounds that can be used as starting materials for the synthesis of new fluorinated amino acids, anilines and aliphatic amines. The reactions of trifluoromethyl-containing acrylonitrile and acrylate derivatives in [2+2], [3+2], [4+2] cycloaddition reactions, which are key for the synthesis of new trifluorinated amino acids, promising analogues of biologically active natural compounds (K.V. Tarasenko, I.S. Kondratov, A.A. Gomon, I.I. Gerus).

QSAR models for predicting the activity of new sulfonamide derivatives of the isoxazole series were developed, and methods for the synthesis of these substances using metathesis reactions with cycle closure at key stages were proposed. The prospects of using sulfonamide derivatives of the isoxazole series as new biocidal agents of a wide spectrum of action have been established (D.M. Hodina, O.V. Pavliuk, M.M. Baran).

NANOCHEMISTRY

For the first time, conductive nanocomposites of galvanic nanotubes and polyaniline doped with a multifunctional dopant of plant origin, phytic acid, were synthesised and studied. It was found that these nanocomposites are able to effectively adsorb organic dyes (methylene blue and methyl orange) and potassium bichromate and can be used for industrial wastewater treatment.

The dependence of sensitivity and selectivity was established for volatile organic compounds of varied origin of sensor nanocomposites of conductive polymers (polypyrrole, poly-3-methylthiophene and polyaniline) of the core-shell type on the conditions of formation of their thin layers on the transducer electrodes, the content of conductive polymer, the nature of the solvent and temperature (O.A. Pud, M.O. Ogurtsov, Y.V. Noskov, I.E. Myroniuk, O.S. Kruglyak).

Spherical multilayered nanoclusters of the ‘core-shell’ type from carbon nanoribbons were obtained, and the structure and size of the synthesised nanoparticles (10–35 nm) were confirmed. Bench-scale tests of the effect of brominated multilayer fullerene-like nanoparticles on the chemotological characteristics of petrol and diesel fuels were carried out, from which optimal fuel formulations were developed that showed a decrease in gasoline consumption by 6%, diesel fuel by 10% and an increase in engine efficiency by 7% and 9%, respectively (E.V. Polunkin, V.S. Pyliavskyi, T.M. Kameneva, D.V. Kotvitskyi, L.I. Starzhynska).

BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCES AND MATERIALS

For the first time, calix[4]arene-α-ketophosphonic acids and their derivatives were studied as photoactive inhibitors of therapeutically important protein tyrosine phosphatases involved in cell signalling mechanisms. The peculiarities and kinetic regularities of the photoinduced effect of macrocyclic compounds on individual enzymes of this class were established (O.L. Kobzar, V.M. Buldenko, Y.V. Shulga, Corresponding Member of the NAS of Ukraine A.I. Vovk).

The regularities of inhibition of protein tyrosine phosphatases and glutathione S-transferases by derivatives of methylene bisphosphonic and α-hydroxymethylene bisphosphonic acids with different lipophilicity scaffolds were established. Evaluation of the selectivity of inhibition of phosphatases (PTP1B, TC-PTP, MEG1, MEG2, SHP2, VE-PTP) and transferases (GST A1-1, GST P1-1) and the results of studying the mechanisms of action are important for the design of potentially bioactive methylene bisphosphonates (O.L. Kobzar, V.M. Buldenko, Y.V. Shulga, Corresponding Member of the NAS of Ukraine A.I. Vovk).

A convenient method for the synthesis of new 2-oxoimidazolidine derivatives has been developed, which in vitro biotests showed antiviral activity against human poliovirus (BKPyV, Gardner strain), comparable to the reference drug Cidofovir (Y.E. Korniy, S.A. Chumachenko, O.V. Shablykin, V.V. Zhirnov, V.S. Brovarets).

Based on the developed QSAR prediction and experimental studies, a number of onium salts (ionic liquids) based on the imidazolium cation with high antibacterial potential against hospital-acquired strains of E. coli with resistance to Ampicillin, Ofloxacin, Carbenicillin and Ceftazidine (D.M. Hodina, I.V. Semenyuta, V.V. Kovalishyn, S.P. Rogalsky, L.O. Metelytsia).

The possible mechanisms of complexation of 3-alkyloxycarbonylmethyl-5-(2-hydroxyethyl)-4-methyl-1,3-thiazolium salts with amphotericin were analysed by molecular docking. The synthesised substances were used at the A.V. Palladin Institute of Biochemistry of the NAS of Ukraine to determine the geometry of the channel formed by a non-toxic derivative of diphtheria toxin CRM197 in a lipid bilayer, as well as to demonstrate the effect on the viability of human carcinoma A431 cells treated with diphtheria toxin (O.L. Kobzar, S.P. Rogalsky, A.I. Vovk).

A method for the synthesis of 5-functionalized derivatives of 1,3-oxazole-4-carboxylate and 1,3-oxazole-4-carbonitrile was proposed, and their in vitro antiviral activity against human cytomegalovirus (HCMV) was evaluated. It was shown that most of the synthesised compounds exhibit significantly higher antiviral activity (EC₅₀ < 0.05 μM) against the laboratory strain of HCMV (AD-169) than the reference drug Ganciclovir (EC₅₀ = 0.32 μM), which is used in clinical trials, and also show significant antiviral activity (EC₅₀ < 0.05; CC₅₀ > 150 μM and SI₅₀ = 3125) against a resistant isolate (GDGr K17) compared to the standard reference drug Cidofovir (EC₅₀ = 0.10 μM; CC₅₀ > 30 μM and SI₅₀ < 4). The obtained results encourage further search for new drugs against HCMV strain among 1,3-oxazole derivatives (M.V. Kachaeva, S.G. Pilyo, V.V. Zhirnov, V.S. Brovarets)

The influence of oxazolo[4,5-d]pyrimidine derivatives, sodium and potassium salts of 6-methyl-2-mercapto-4-hydroxypyrimidine, N-oxide-2,6-dimethylpyridine on the growth and development of cereals and legumes (wheat, sorghum, sunflower, peas, chickpeas and soybeans), as well as on the adaptation of plants to abiotic stress factors, was investigated. The relationship between the chemical structure and biological activity of the studied compounds was analysed, and their practical use was proposed to improve the growth of cereals and legumes during the growing season, increase the yield and adaptive properties of plants to abiotic stress factors (V.A. Tsygankova, Y.V. Andrusevich, V.M. Kopich, O.I. Stompel, I.V. Minaeva).

The fluorescent dye BODIPY was used to study the biological action of epibrasinolide hormone, and it was found that the obtained dye-hormone conjugate (EBL-BODIPY) quickly penetrates plant cell walls and is perceived by the cell in the same way as the natural hormone. It has been shown that EBL-BODIPY conjugate is promising for studying the mechanisms of formation of brassinosteroid signalling pathways in the process of regulation of cell metabolism (V.S. Kravets, S.V. Kretinin, Y.S. Kolesnikov).

Recombinant proteins of glutathione S-transferase AtGSTphi8 and hydroxypyruvate reductase AtHRP2 were obtained to identify ways to increase plant resistance to pests without the use of pesticides. The role of diacylglycerol kinases in the formation of early reactions of Arabidopsis thaliana plants to the protective effect of the peptide PEP1 at the level of expression of marker genes PR1, PR2, ICS1, WRKY33, WRKY 38, parameters of elongation of the primary root and formation of oxidative stress reactions in real time was determined (I.V. Pokotylo, V.S. Kravets).

NEW HIGHLY EFFECTIVE CHEMICAL PROCESSES AND MATERIALS

A new antimicrobial polymeric composite of prolonged action based on the commercial polyurethane Laripurò and the polymeric biocide polyhexamethylene guanidine hydrochloride was obtained. It has been shown that the modified polyurethane exhibits high antimicrobial activity against gram-positive and gram-negative bacteria at a biocidal additive content of 3% and can be a promising material for medical use (S.P. Rogalsky, O.V. Dzhuzha, O.V. Shybyryn, O.P. Tarasyuk).

The optimisation of industrial catalysts for the hydrogenation of carbon oxides was carried out, and their physical and chemical properties were investigated. It was shown by atomic force microscopy that the particle size of the obtained catalysts is in the nanoscale and varies: for CoO-MoO₃-Al₂O₃ – from 2.8 to 12.6 nm, for CuO-ZnO-Al₂O₃ – from 1.1 to 2 nm. A laboratory setup for testing granular and membrane catalysts for the hydrogenation of carbon oxides was developed and assembled. It was found that mechanical activation does not change the nature of the studied catalysts (D.S. Kamenskykh, T.V. Tkachenko, V.O. Yevdokymenko, N.Y. Khimach, V.I. Kashkovsky).

Hydroxylation and amidation of by-products from oil and fat production (phosphatide concentrate and industrial fats) were carried out and the structure and properties of the synthesised substances were investigated. Based on these products, oleo-lubricating compositions were developed, and their operational properties were studied (O.O. Papeykin, L.Y. Bodachivska, I.O. Venger, A.Y. Verba, O.I. Safronov, D.Z. Davitadze).

The directions of processing lignocellulosic biomass into microcrystalline cellulose and other practically useful products are systematised and substantiated. The possibility of combining the raw material and energy directions of plant waste processing with the maximum involvement of all components was proposed (V.O. Yevdokymenko, D.S. Kamenskykh, T.V. Tkachenko, V.I. Kashkovsky).

The physical and chemical characteristics of pectins obtained from agricultural waste were determined. The 3-D structure of water- and acid-soluble pectins was created using atomic force microscopy. It was found that for apple pectin, the particle size is 26.3–40.4 nm, for pumpkin pectin – 5.2–26.0 nm, and for sunflower pectin – 4.4–5.5 nm. On the basis of the obtained results, the efficiency of the technological line for the production of pectin concentrates from the agricultural waste of the agro-industrial complex of Ukraine was calculated (V.O. Yevdokymenko, E.V. Sheludko, D.S. Kamenskykh, T.V. Tkachenko, V.I. Kashkovsky).

The optimisation of the processes of catalytic conversion of simple carbohydrates, glucose and fructose, under hydrothermal conditions at a temperature of 120–160 °C was carried out. The mass ratio of products formed during the conversion of glucose and fructose using inorganic and organo-inorganic catalysts was determined (V.A. Povazhnyi, O.V. Melnychuk).

Methods for the preparation of micro-mesoporous zeolite-containing catalysts for the conversion of glucose to 5-hydroxymethyl furfural have been developed. It was found that the yield of 5-hydroxymethyl furfural symbiotically increases with the increase of ammonium cations content in catalysts (L.K. Patryliak, S.V. Konovalov).

The influence of the composition of the cooking solution (CH3COOH – H2O2 – H2SO4) on the technological parameters of the process (temperature, cooking time) of obtaining microcrystalline cellulose (MCC), as well as on the physicochemical characteristics of the obtained MCC (lignin content, thermal stability, etc.) was determined. The optimal conditions for the production of MCC were selected, and the possibility of its further transformation into nanocellulose was shown (D.S. Kamenskykh, T.V. Tkachenko, V.O. Yevdokymenko, V.I. Kashkovsky).

The upper limit of nickel content in catalysts for the isomerisation of n-alkanes based on mordenite-containing rock (2 wt%) has been determined. It was found that the use of these catalysts in the isomerisation of n-alkanes provides the maximum yield of branched isomers, which is comparable to the action of Pd-containing synthetic mordenite catalysts. It is shown that the existence of an upper limit of nickel content in catalysts is due to the limitation of further growth of metal particles in zeolite micropores with an increase in the content of the metal component (L.K. Patryliak, Y.G. Voloshyna, O.P. Pertko).

Polyfunctional, environmentally friendly composite systems and materials using products of chemical transformations of industrial fats have been developed. Recommendations for their use in the formulations of transmission, industrial, hydraulic oils and lubricants for various purposes have been proposed (O.O. Papeikin, L.Y. Bodachivska, I.O. Venger, A.Y. Verba, O.I. Safronov, D.Z. Davitadze).

ADVANCEMENT OF CHEMICAL KNOWLEDGE OF SUBSTANCES AND PROCESSES

A convenient method for the synthesis of new sulfonyl analogues of cytosine has been developed, which in vitro biotests showed high antiviral activity against human poliovirus (Gardner strain) and human papillomavirus (HPV-11 strain), comparable to the reference drug Cidofovir. The selectivity index SI₅₀ of one of the synthesised compounds significantly exceeds the selectivity index of Cidofovir (R.M. Solomiannyi, O.V. Shablykina, V.S. Moskvina, V.S. Brovarets).

The reactions of the addition of brominated fluorinated reagents to vinyl ethers under radical initiation were studied, and fluorinated acetals were obtained, which are available reagents for the synthesis of difluoromethylene-containing compounds. The application of the obtained ethyl-4,4-diethoxy-2,2-difluorobutanoate for the synthesis of 3,3-difluoro-γ-aminobutyric acid was shown (I.S. Kondratov, M.Y. Bugera, I.I. Gerus, O.M. Shaitanova, O.E. Sorochynsky).

With halogenolactonisation products of 4,7-disubstituted pyrrolo[2,3-d]pyrimidine-6-carboxylic acids and their methyl esters, new approaches for the preparation of new functionally substituted anelated 7-deazapurines were found and an efficient method for the synthesis of pyrazino[1′,2′:1,5]pyrrolo[2,3-d]pyrimidines was developed. Among the tricyclic pyrrolo[2,3-d]pyrimidine derivatives, compounds with telomerase inhibitory activity at micromolar concentrations were found. Prospects for the search for specific telomerase inhibitors among the synthesised compounds for the development of anticancer agents have been shown (O.B. Smolii, L.V. Muzychka).

It has been shown that under the sequential action of 5-chlorosulfonyl-substituted oxazole-4-carboxylates of aminopyrazoles or aminotriazoles and sodium hydride, the Smiles rearrangement occurs with the formation of new annelated [1,3]oxazolo[5,4-d]pyrimidine derivatives (E.S. Veligina, M.V. Kachaeva, S.G. Pilyo, V.S. Brovarets).

A new method for the synthesis of CF₂-containing amino acids based on the addition of bromodifluoroacetate to α,β-unsaturated α-amino acid derivatives has been developed. The conditions of the reaction were investigated, and it was found that the substituent in the β-position significantly affects the course of the reaction (M.Y. Bugera, I.S. Kondratov, I.I. Gerus).

A general method for the asymmetric electrophilic oxidation of various asymmetric sulfides using the chiral titanium tetraisopropoxide/tert-butylhydroperoxide/(S)- or (R)-binol complex has been developed, which allows to obtain (S)- or (R)-sulfoxides with high enantiomeric excess. It has been shown that the use of a complex containing (S)-binol produces (R)-sulfoxide, and conversely, the content of (R)-binol leads to the formation of (S)-sulfoxide. This method was applied to the oxidation of sulfur-containing amino acid derivatives, which allowed to obtain a number of optically active natural sulfoxides (Corresponding Members of the NAS of Ukraine O.I. Kolodiazhnyi, A.O. Kolodiazhna, O.O. Kolodiazhna, E.V. Hryshkun).

A number of potentially bioactive polyfluoroalkyl-containing pyrroles were synthesised by the interaction of trifluoroacetic anhydride with N-(β-polyfluoroacyl)vinyl derivatives of proline and N-substituted glycines (A.A. Klimkov, O.E. Sorochynsky, K.V. Tarasenko, I.I. Gerus).

A series of dialkenyl derivatives of sulfodiamides of the isoxazole series were synthesised for the first time, from which sulfur-containing isoxazole derivatives were subsequently obtained using a closed-cycle metathesis reaction. A series of mono- and diacyl-substituted spirocyclic pyrimidine-2,4,6-trions were also synthesised using this reaction. Among the compounds obtained, substances that can be used as additives to increase the bearing capacity of fuels and lubricants were found (O.V. Pavliuk, N.I. Kobyzhcha, V.V. Sukhoveev, V.I. Kashkovsky).

NANOCHEMISTRY

It has been found that the conductive polymer poly(3-methylthiophene) (P3MT), synthesised as a shell on the surface of carbon nanotubes (CNTs), has an additional supramolecular ordering due to interfacial polymer-CNT physicochemical interactions, which are manifested in a significant increase in the degree of crystallinity of P3MT (by 1.6 times). The formation of a charge transfer complex between the thienylene rings of undoped P3MT and the acceptor carbon hexagons of CNTs was shown for the first time.

New percolation-type sensing materials based on nanocomposites of polymers (polyvinylidene fluoride, polyvinyl chloride, and polymethyl methacrylate) with carbon nanotubes coated with a polyaniline shell have been developed. It has been shown that nanocomposites based on polyvinylidene fluoride are characterised by the highest selectivity and sensitivity towards volatile organic compounds (O.A. Pud, M.O. Ogurtsov, Y.V. Noskov, I.E. Myroniuk, O.S. Kruglyak).

The properties of stable tetranitroxyl radicals on the resorcinol[4]arene molecular platform as spin probes and potentially bioactive compounds have been studied by EPR spectroscopy. It has been shown that the intensity of spin exchange of nitroxyl tetraradical, which is related to the size of the macrocycle nanocavity, is influenced by substituents on the lower rim, binding to liposomes and albumin (A.K. Melnyk, O.L. Kobzar, Corresponding Member of the NAS of Ukraine A.I. Vovk).

For the first time, pilot batches of multilayer fullerenes were produced on the created experimental unit of electro-discharge high-frequency synthesis using brominated hydrocarbons and organometallic compounds (ferrocene), and the structure and size of the synthesised nanoparticles (2–45 nm) were confirmed, that when synthesised fullerenes are added to the fuel, the fuel consumption during diesel engine operation is reduced by 6–10 %. For the first time, using the method of expanded indicator diagrams on a diesel engine, it was found that the increase in fuel efficiency in the presence of modified multilayer fullerenes is due to a change in the combustion mechanism by changing the ratio of concentrations of peroxyl, alkyl and hydroperoxyl radicals, which is confirmed by an increase in the amount of nitrogen oxides at a decrease in exhaust gas temperature (E.V. Polunkin, V.S. Pyliyavskyi, Y.O. Bereznitsky).

CHEMICAL ECOLOGY

The physicochemical features of the polymerisation process of aniline in the presence of polyfunctional phytic acid of plant origin were investigated for the first time. The factors controlling the properties of polyaniline doped with phytic acid were investigated. It was shown that phytic acid significantly improves the ability of polyaniline to absorb organic dyes and hexavalent chromium compounds. The results obtained indicate the possibility of using doped polyaniline for the treatment of industrial wastewater from various pollutants (O.A. Pud, M.O. Ogurtsov, Y.V. Noskov, I.E. Myroniuk, O.S. Kruglyak).

BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCES AND MATERIALS

For the first time, photoactive α-ketophosphonic acids and their derivatives were studied as inhibitors of glutathione S-transferases involved in the mechanisms of drug resistance. The regularities of inactivation of different isoforms of the enzyme, the effect of the inhibitor structure, the kinetic parameters of individual stages and possible mechanisms were established (O.L. Kobzar, Y.V. Shulga, Corresponding Member of the NAS of Ukraine A.I. Vovk).

New sulfonylamide inhibitors with a macrocyclic platform that can block the activity of protein tyrosine phosphatases (PTP1B, MEG2, CD45) and certain isoforms of glutathione S-transferase (GST P1-1, GST A1-1) were studied. Based on in vitro kinetic studies and computer modelling results, the inhibitory capacity and possible mechanisms of the formation of enzyme-inhibitor complexes were evaluated. The proposed direction is important for the search for dual-targeted inhibitors and the development of antitumour substances (O.L. Kobzar, V.M. Buldenko, Y.V. Shulga, Corresponding Member of the NAS of Ukraine A.I. Vovk).

It has been shown that the newly synthesised 7-(1,4-diazepan)substituted [1,3]oxazolo[4,5-d]pyrimidines exhibit high antitumour activity on 60 cancer cell lines at micromolar concentrations and can be used as potential leading compounds for further studies to find new antitumour drugs (E. S. Veligina, M. V. Kachaeva, S. G. Pilyo, O. P. Mityukhin, V. V. Zhirnov, V. S. Brovarets).

The toxicological risks and the degree of environmental safety of a number of promising functionalised imidazolium salts with high antimicrobial potential were assessed. The used types of salt functionalisation and a set of specific biosensors of different organisational and functional levels will allow optimising both the ways of synthesis of low-toxic imidazolium salts and the prospects of their use as effective antimicrobial agents (M.M. Trush, I.V. Semenyuta, D.M. Hodina, L.O. Metelytsia).

The possible mechanisms of bioactivity and transformations of vitamin B1 and its structural analogues in model biomimetic systems were substantiated on the basis of experimental studies and molecular docking. The obtained results form the basis for further study and application of thiamine or its N- and O-modified derivatives (Corresponding Members of the NAS of Ukraine A.I. Vovk, O.L. Kobzar, T.O. Hushcha, I.M. Mishchenko, A.D. Ocheretnyuk, M.S. Mykula).

The preparative methods for the synthesis of pyrazolo[1,5-a][1,3,5]triazines from available 2,2-dichloro-1-(cyanoethyl)carboxamides and aminopyrazoles were developed. It was found that the synthesised compounds effectively inhibit the growth of specific cancer cell lines (S.G. Pilyo, V.V. Zhirnov, V.S. Brovarets).

The influence of sodium and potassium salts of 6-methyl-2-mercapto-4-hydroxypyrimidine, N-oxide-2,6-dimethylpyridine, [1,3]oxazolo[5,4-d]pyrimidine and imidazo[1,2-a]pyrimidine on the growth and development of different plant varieties of barley, chickpea, sorghum and sunflower was investigated. It was found that under the conditions of treatment of plant seeds with aqueous solutions of these compounds at micromolar and submicromolar concentrations, physiological parameters (plant height, length and number of roots), biochemical parameters (content of photosynthetic pigments and total soluble protein), as well as plant yields (plant biomass and grain weight) were significantly improved (V.A. Tsygankova, Y.V. Andrusevich, V.M. Kopich, O.I. Stompel).

The participation of isoenzymes of phospholipase D during the biological action of polyamines in Arabidopsis thaliaya plants was established by means of molecular biological and genetic approaches using transgenic plants Arabidopsis thaliaya (pldβ1xpldβ2xpldδ, pldδ2) (V.S. Kravets, S.V. Kretinin, Y.S. Kolesnikov).

By producing recombinant proteins with point mutations and using molecular dynamics, it was shown that the A1 isoform of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (AtGAPA1) in transgenic Arabidopsis thaliana plants binds salicylic acid on the protein surface with the participation of amino acid residues Asn35 and Arg81 in the cofactor binding site of nicotinamide adenine dinucleotide (I.V. Pokotylo, V.S. Kravets).

The scientific basis for the production of a composition based on Theobon-dithiomycide (TD) ointment with enhanced antimycotic, antibacterial and anti-inflammatory effects was developed (L.M. Shkaraputa, L.O. Tyshchenko, L.A. Shevchenko, I.P. Morozova, L.L. Mytrokhina).

NEW HIGHLY EFFECTIVE CHEMICAL PROCESSES AND MATERIALS

New environmentally safe plasticisers for polyvinyl chloride (PVC) based on tertiary fatty acid amides have been synthesised. It was found that these compounds effectively reduce the glass transition temperature of PVC by 70-90 °C at a content of 20–30 %. The biodegradability of amide plasticisers was determined according to the CEC L-33-A-93 standard and is 93–97 % within 21 days (S.P. Rogalsky, O.V. Dzhuzha, O.A. Aksenovska, O.V. Shybyrin, O.P. Tarasyuk).

A laboratory installation was created to carry out the process of lignin thermal conversion to produce liquid hydrocarbons, which, after separation, were subject to further catalytic treatment, which made it possible to obtain motor fuel components with an octane number according to the motor method 80 (V.O. Yevdokymenko, D.S. Kamenskykh, V.I. Kashkovsky).

It has been established that simultaneous alkaline treatment of plant material in combination with explosive autohydrolysis allows the production of microcrystalline cellulose (MCC) with a degree of polymerisation of less than 200. It has been shown that further processing of the obtained material by using double organosolvent cooking provides for the production of both MCC and nanocellulose. For the first time, the change in the surface relief of MCC after grinding was studied by atomic scanning microscopy and a different degree of orderliness was found depending on the grinding time (D.S. Kamenskikh, M.D. Aksilenko, T.I. Tkachenko, E.V. Sheludko, V.I. Kashkovsky).

In the presence of a number of catalysts based on zeolites Y, M, and ZSM-5, glucose (10-20 % by weight) was dehydrated in an aqueous medium and dimethyl sulfoxide. It is shown that the yield of 5-hydroxymethyl furfural in aqueous medium is 10-15 %, while in dimethyl sulfoxide it is 40-50 %. The peculiarity of the process on zeolite catalysts is the absence of other low molecular weight conversion products except for 5-hydroxymethyl furfural (L.K. Patryliak, S.V. Konovalov, A.V. Yakovenko, O.P. Pertko).

Composite systems based on synthesised oleochemical surfactants and ultrafine particles were developed. Their properties were studied, and recommendations for use in the oil and gas production, fuel and energy industries were given (O.O. Papeikin, L.Y. Bodachivska, I.O. Venger, O.O. Safronov, A.Y. Verba, D.Z. Davitadze).

The conditions for the production of apple pectin were optimised, and the technical and economic efficiency of the proposed technological solution was calculated to develop the technical specifications for the design of a pilot plant for the production of apple concentrate. Low-toxic water-soluble metal complexes of pectins containing cations of some biologically active metals were obtained (E.V. Sheludko, V.O. Yevdokymenko, V.I. Kashkovsky).

A Ni-containing catalyst based on HMFI zeolite was obtained, which is close to Pd-containing zeolite in terms of efficiency and contains the same amount of deposited metal (1 % wt. %). It is shown that some loss in the isomer yields and selectivity of the Ni-containing catalyst is compensated by a 50–75 °C decrease in the process temperature. It was found that the highest activity is demonstrated by samples containing the most dispersed metal particles with a size of 8–15 nm. The data obtained is crucial for the subsequent development of new, relatively inexpensive catalysts for the isomerisation of linear alkanes and for reducing the temperature of the processes (Y.G. Voloshyna, O.P. Pertko, V.A. Povazhnyi, A.V. Yakovenko, L.K. Patryliak).

For the hydrogenation of carbon dioxide into dimethyl ether and methanol, bifunctional catalysts based on copper-zinc-alumina catalyst SNM-U and zeolite HMFI modified with metal oxides of different valence were prepared, among which the catalyst containing zirconium oxide proved to be the most suitable. It has been shown that mechanoactivation of the catalyst can increase its activity by 30–40 % with a corresponding increase in the total CO₂ conversion at a selectivity for dimethyl ether of 40–50 % (E.V. Polunkin, V.S. Pilyavsky, L.I. Starzhinskaya, T.M. Kameneva).

The conditions of sulfurisation of industrial fats and products of their chemical transformation were analysed. The conditions for the synthesis of sulfanes based on fatty acid esters of industrial fats were optimised, and the structure and properties of the obtained products were studied (O.O. Papeikin, L.Y. Bodachivska, I.O. Venger, O.O. Safronov, A.Y. Verba, D.Z. Davitadze).

Розвиток хімічних знань про речовини та процеси

Запропоновано універсальний підхід для отримання біоактивних трифункціо­нально­заміщених 1,3-тіазолів, який грунтується на реакціях літіювання 1,3-тіазольного циклу та взаємодії отриманих похідних тіазоллітію з електрофілами. Показано синтетичну цінність отриманих сполук для їх подальшої модифікації фармакофорними угрупуваннями, що відкриває широкі можливості для пошуку серед них біологічно активних речовин, спрямованих на різні мішені (В.О. Синенко, С.Р. Сливчук, В.С. Броварець).

Розроблено ефективний метод одержання гідроксильованих гомоізофлавоноїдів та 3-гетарилметилхромонів – аналогів природних сполук. Цей підхід дозволяє уникнути багатоступеневих стадій їх синтезу і не потребує захисту гідроксильних груп (М.С. Фрасинюк, Г.П. Мруг, В.С. Броварець).

З використанням реакції Mіцунобу синтезовано енантіомерно чисті 1,2-аміно­фторо­циклоалкани. Показано, що реакція Міцунобу протікає з інверсією абсолютної конфігурації на атомі вуглецю. Проведено дерацемізацію 1,2-фтороциклоалканолів, які є важливими хіральними cинтетичними блоками для отримання простагландинів і прекурсорів лейкотриєнів (чл.-кор. НАН України О.І. Колодяжний, А.О. Колодяжна, О.О. Колодяжна, Є.В. Гришкун).

Розроблено препаративні методи синтезу нових похідних 4-ціано-1,3-оксазолу та 7-піперазинзаміщених оксазолопіримідинів, які проявили високу протиракову активність, що може бути передумовою для створення лікарських препаратів на їх основі (Є.С. Велігіна, М.В. Качаєва, С.Г. Пільо, В.В. Жирнов, В.С. Броварець).

Запропоновано зручний метод синтезу гем-дифтороциклобутилвмісних амінів для отримання нових аналогів лікарських субстанцій (І.С. Кондратов, В.Г. Долованюк, М.Я. Бугера).

Розроблено перспективний синтетичний підхід до отримання 3-фторо(алкіл,арил)-1,2-бензізоксазолів, які в подальшому можна використати для отримання амінів та лактамів з різними фторованими замісниками (О.Є. Сорочинський, О.М. Шайтанова).

На основі 7-функціонально заміщених похідних 7-деазапурину розроблено препаративні методи синтезу нових поліциклічних систем із піроло[2,3-d]піримідиновим фрагментом. Вперше знайдено підходи до отримання низки представників нової гетероциклічної системи – 1-деазапіримідо[1,2,3-cd]пурину, що можуть бути перспективними для подальшого пошуку інгібіторів ацетилхолінестерази в ряду функціоналізованих трициклічних похідних 7-деазапурину (О.Б. Смолій, Л.В. Музичка).

Розроблено ефективні методи синтезу дизаміщених 2,4,6-триоксопіримідинів та ізооксазоловмісних похідних тіодіазепіну із залученням на ключовій стадії реакції метатезису з закриттям циклу (В.М. Головатюк, Н.І. Кобижча, О.М. Павлюк, В.І. Кашковський).

Нанохімія

Синтезовано та досліджено нові електропровідні наноструктуровані гібридні композити полівініліденфториду з полі(3-метилтіофеном) (П3МТ), який було доповано пластифікуючими додецилбензолсульфонатними та перфтороктаноатними аніонами, з морфологією ядро-оболонка. Встановлено, що П3МТ в таких оболонках має вищі ступінь кристалічності, довжину π-спряження в ланцюгах та термостабільність у порівнянні з чистим полімером. Показано, що такі нанокомпозити селективно взаємодіють з токсичними леткими сполуками та характеризуються електропровідністю, що є важливим для їх використання для сенсорних вимірювань та поглинання електромагнітного випромінювання.

Синтезовано та оптимізовано за умовами отримання ряд нових гібридних нанокомпозитів на основі галуазиту з різним вмістом поліаніліну та морфологією ядро-оболонка. Оптимізовано умови формування тонких сенсорних шарів цих нанокомпозитів на поверхні гребінчатих мікроелектродів і визначено їх чутливість до різних концентрацій аміаку та летких органічних сполук у повітрі (О.А. Пуд, М.О. Огурцов, Ю.В. Носков, О.С. Кругляк, І.Є. Миронюк).

Розроблено метод отримання сферичних нанорозмірних карбонових кластерів (5-100 нм) шляхом лужно-сольового каталітичного термолізу біосировини. З метою встановлення механізму дії модифікованих сферичних нанорозмірних карбонових кластерів (СНКК) на процеси горіння пального теоретично обґрунтовано та апробовано на дизельному двигуні застосування методу індикаторних діаграм. Встановлені зміни тиску, температури та енергії горіння в залежності від кута повороту колінчастого валу двигуна підтвердили раніше виявлену нами інверсію дії модифікованих СНКК на різних фазах окиснення вуглеводнів в процесі повного циклу згоряння палива (Є.В. Полункін, В.С. Пилявський, Л.І. Старжинська, Т.М. Каменєва, Я.О. Березницький).

Хімічна екологія

З урахуванням одержаних раніше результатів вегетативних та польових досліджень, внесено корективи у склад органо-мінеральних добрив, отриманих з депонованих осадів і надлишкових мулів Бортницької станції аерації, перероблених рослинних відходів і гумінового компоненту, що дозволило суттєво поліпшити їх експлуатаційні властивості. Проведено польові випробування створених добрив при вирощуванні пшениці озимої сорту Мулан та соняшника. Показано, що їх застосування забезпечує покращення азотно-фосфорного живлення дослідних рослин, підвищення врожайності, а також сприяє поліпшенню показників родючості дослідного темно-сірого опідзоленого ґрунту (М.Д. Аксиленко, В.О. Євдокименко, Д.С. Каменських, Т.В. Ткаченко, В.І. Кашковський).

Біологічно-активні речовини і матеріали

Розроблено оригінальні методи синтезу ізофлавонових похідних піролопіридину та імідазопіридину, синтезовано і оцінено активність нових гібридних сполук як антихолінестеразних агентів та антиоксидантів. Це є важливим для пошуку і створення біоактивних субстанцій для лікування нейродегенеративних захворювань (О.Л. Кобзар, Г.П. Мруг, М.С. Микула, М.С. Фрасинюк, чл.-кор. НАН України А.І. Вовк).

Вперше синтезовано ряд нових функціоналізованих піроло[3,2-d]піримідинів, серед яких знайдено сполуку, яка проявляє високу противірусну активність по відношенню до поліовірусу PV-3 зі значенням EC₅₀ 0,32 мкМ в біотестах in vitro, що співмірно з дією референс-препарату «Піродавір». Індекс селективності SI₅₀ цієї сполуки в десять разів перевищує індекс селективності «Піродавіру» (Р.М. Соломянний, С.Р. Сливчук, В.В. Жирнов, В.С. Броварець).

Синтезовано і в модельних системах вивчено властивості карбоксильованих азометинів як нових інгібіторів ксантиноксидази, а також антиоксидантних агентів, що можуть впливати на метаболізм пуринів (О.Л. Кобзар, С.Г. Пільо, В.С. Броварець, чл.-кор. НАН України А.І. Вовк).

На основі QSAR-залежностей і молекулярного докінгу та експериментальних досліджень обгрунтовано напрями конструювання нових тіазоловмісних роданінів з протипухлинною активністю (О.Л. Кобзар, В. Синенко, Д. Година).

Серед ряду синтезованих похідних пiразоло[3,4-d][1,2,3]триазин-4-ону та [1,3]окса­золо[5,4-d]піримідину знайдено сполуки, які значно сприяють росту та розвитку сільськогосподарських культур (жито, ячмінь, сорго, салат, квасоля, гірчиця), перевищуючи активність природних гормонів та їх синтетичних аналогів (В.А. Циганкова, Я.В. Андрусевич, В.М. Копіч, О.І. Штомпель).

Вперше встановлено, що екзогенне введення в тканини листків сої 24-епікастастерону приводить до пропорційного підвищення ендогенного вмісту ряду брасиностероїдів, зокрема 24-епібрасиноліду, брасиноліду, 28-гомокастастерону, що вказує на роль 24-епікастастерону як індуктора формування брасиностероїдів шляхом посилення експресії генів ферментів його біосинтезу (В.С. Кравець, С.В. Кретинін, Я.С. Колесников).

Завершено перереєстрацію мазі Теобон-дитіомікоциду (ТД) в Україні. Запропоновано оригінальні композиції ТД з сечовиною, тіогліколятом кальцію, гентаміцину сульфатом і бетаметазону дипропіонатом, які забезпечують поєднання антимікотичної, антибактеріальної та протизапальної дії та дозволяють підвищити проникнення ТД до осередку ураження. Композиції досліджено в Олександрівській клінічній лікарні м. Києва (Л.М. Шкарапута, Л.О. Тищенко, Л.Л. Митрохіна).

Нові високоефективні хімічні процеси і матеріали

Синтезовано нові перспективні модифікатори для промислових поліамідів на основі гідрофобних солей 1-(2-гідроксиетил)-3-алкілімідазолію. Встановлено, що функціоналізовані імідазолієві солі надають полімерним плівкам високу стійкість до біобростання при вмісті 3-5%, а при вмісті 15-20 %, ще й проявляють пластифікуючу дію на поліамід, знижуючи температуру склування полімеру на 30-40 ^оС (С.П. Рогальський, О.В. Джужа, О.А. Аксеновська, О.П. Тарасюк).

Експериментально показано, що генерація потоку протонів через мембранний композит, в залежності від вибраного каталітичного компоненту, забезпечує селективне гідрування діоксиду вуглецю до метану та дає можливість нарощування карбонового ланцюга з наступною ізомеризацією (Д.С. Каменських).

Синтезовано спряжений біосумісний полімер полідопамін та у співробітництві з університетом м. Клемсон (США) показано, що він є високоефективним сорбентом сполук радіонуклідів урану та плутонію з водних середовищ завдяки утворенню комплексів сполук нуклідів з катехольними, амінними та іншими функціональними групами полідопаміну (О.А. Пуд, М.О. Огурцов, Ю.В. Носков, О.С. Кругляк, І.Є. Миронюк).

Досліджено будову та елементний склад водо- та кислоторозчинних пектинів (яблучного і цитрусового), одержаних водною та кислотно-сольовою екстракцією з відповідної сировини. Розраховано молекулярну масу пектинів, визначено їх в’язкість та вивчено вплив середовища на структуроутворення пектинових макромолекул. На основі яблучного пектину розроблено методику виготовлення їстівних плівок, які можуть бути використані як упаковка для захисту продуктів харчування (Є.В. Шелудько, В.О. Євдокименко, Д.С. Каменських, Т.В. Ткаченко, В.І. Кашковський).

Синтезовано біметалічні каталізатори ізомеризації н-алканів на основі цеоліту MFI, що містять перехідний метал (нікель) разом із паладієм. Встановлено, що різне співвідношення вмісту металів в каталізаторі дозволяє підняти селективність і вихід продуктів реакції ізомеризації лінійних алканів (Ю.Г. Волошина, О.П. Пертко, Л.К. Патриляк).

Розроблено ефективну методику конверсії відпрацьованих кулінарних олій в етилові естери жирних кислот, що базується на використанні розчину етилату калію в етиловому спирті, який виступає одночасно як каталізатор та реагент-осаджувач гліцерину (С.О. Зубенко, С.В. Коновалов, Л.К. Патриляк).

Проведено каталітичну конверсію глюкози та фруктози у водному середовищі в гідротермальних умовах за температур 90-160 ^оС. Встановлено, що в результаті конверсії утворюються практично корисні продукти: 5-метоксиметилфурфурол, 5-гідроксиметил­фурфурол, γ-валеролактон, адипінова кислота та інші (В.А. Поважний, О.В. Мельничук).

Амідуванням тригліцеридів вищих жирних кислот ріпакової олії синтезовано поверхнево-активні речовини, які були використані як каталізатори реакцій алкоголізу біоліпідів і естерифікації вищих жирних кислот. Із застосуванням синтезованих поверхнево-активних речовин виготовлено мікроемульсійні системи для підвищення видобутку вуглеводневої сировини (О.О. Папейкін, Л.Ю. Бодачівська, Л.К. Патриляк, І.О. Венгер, О.О. Сафронов, А.Ю. Верба, Д.З. Давітадзе).

Розвиток хімічних знань про речовини та процеси

З метою одержання біологічно активних речовин розроблено препаративні підходи до синтезу нових водорозчинних піразолооцтових кислот, які містять фармакофорні арилтіо- та арилсульфонільні угрупування, а також синтезу похідних піразолооксазину та піразолопіримідину як ізостерів пуринових основ (В.С. Броварець, Р.М. Виджак, С.Я. Панчишин, А.О. Гуренко, С.В. Ключко, О.В. Шабликін).

На основі хлоровмісних азадієнів синтезовано невідому раніше біциклічну конденсовану гетероциклічну систему, в якій до циклопентанового фрагменту анельовано семичленний триазепіновий цикл (В.С. Броварець, Б.А. Демидчук).

Ророблено ефективні методи одержання нових фторованих аналогів проліну. Шляхом реакцїї приєднання етилбромодифторацетату до похідних α,β-ненасичених α-амінокислот одержано різноманітні дифторовмісні α-амінокислоти (І.С. Кондратов, В.Г. Долованюк, М.Я. Бугера, І.Г. Логвиненко).

Розроблено стереоселективні методи синтезу α- та ɤ-похідних тетрадекапентаєнової кислоти, які раніше виділялися із природної сировини та є інгібіторами проліферації клітин і активаторами апоптозу (чл.-кор. НАН України О.І. Колодяжний, А.О. Колодяжна).

Вивчено підхід для отримання функціоналізованих α-фторо-α-алкілметилен-бісфосфонатів, заснований на реакціях монофторометиленбісфосфонатів з α,β-ненасиченими кетонами і спорідненими сполуками. З метою пошуку нових інгібіторів фарнезилпірофосфатсинтази відібрано та синтезовано функціоналізовані бісфосфонати, які містять карбоксивінільний залишок (В.Д. Романенко).

Запропоновано новий і загальний метод синтезу діалкілфторометилфосфонатів, які використовуються для одержання ізоелектроних та ізостеричних аналогів природних біоактивних фосфатів (О.Є. Сорочинський).

Досліджено вплив електронної і просторової будови трифторометилвмісних енонів на кінетичні параметри реакцій цих сполук з різними первинними та вторинними амінами та вивчено механізм реакції конформерів різних фторованих енонів методами інфрачервоної Фур’є- спектроскопії та ультрафіолетової спектроскопії (С.І. Вдовенко, І.І. Герус).

З доступних реагентів – 4,6-дихлоропіримідин-5-карбальдегіду та (2-етокси-2-оксоетил)трифенілфосфоній броміду отримано новий поліфункціональний синтон, який виявився перспективним для синтезу похідних піридо[2,3-d]піримідин-7-ону, що містять алкіламіногрупи в положенні 4 гетероциклічної системи. На основі 4-заміщених 7-аліл-піроло[2,3-d]піримідин-6-карбонових кислот розроблено препаративний метод синтезу нових представників трициклічної системи піразино[1′,2′:1,5]піроло[2,3-d]піримідину, що виявилися селективними інгібіторами теломерази в мікромолярних концентраціях (О.Б. Смолій, Л.В. Музичка).

Розроблено та удосконалено синтетичний підхід до одержання 5-алкеніл-5-аліламінопіримідин-2,4,6-трионів та отримано ряд нових алкеніламінозаміщених триоксопіримідинів. Вперше проведено циклізацію даних сполук реакціями метатезису із закриттям циклу з використанням рутенійкарбенових каталізаторів бензиліденового та фенілінденіліденового типів, в результаті чого синтезовано ряд нових ненасичених спіроанельованих тетрагідропіридинових похідних піримідинтріону (В.М. Головатюк, Н.І. Кобижча, О.М. Павлюк).

Нанохімія

Вперше показано, що утворення електропровідного полімеру полі(3-метилтіофену) (П3МТ) за наявності вуглецевих нанотрубок (ВНТ) має автокаталітичний характер та описується двома послідовними реакціями першого порядку за концентрацією окисника. Охарактеризовано структуру утвореного за таких умов П3МТ та зареєстровано його специфічні взаємодії з ВНТ, що суттєво поліпшують його властивості порівняно з чистим П3МТ. На базі проведених досліджень розроблено нові поліфункціональні гібридні нанокомпозити П3МТ з ВНТ, що можуть бути використані як для реєстрації летких органічних сполук, так і для ефективного поглинання електромагнітного випромінювання.

Створено нові сенсорні нанокомпозити на основі нанотрубок біосумісного мінералу галуазиту та електропровідного полімеру поліаніліну, які проявляють вищу чутливість ніж чистий поліанілін, до токсичних сполук у газовому середовищі та у розчинах (О.А. Пуд, М.О. Огурцов, Ю.В. Носков, О.С. Кругляк, І.Є. Миронюк).

Методом високочастотного електророзрядного синтезу в рідкому середовищі вперше отримано Fe-ендроедральні сферичні нанорозмірні карбонові кластери та проаналізовано вміст заліза у виділених наночастках (Є.В. Полункін, В.С. Пилявський, Є.В. Шелудько, Я.О. Березницький).

Хімічна екологія

Випробуванням нового комплексного добрива пролонгованої дії, створеного на основі осадів Бортницької станції аерації та золових залишків рослинних відходів підтверджено його високу ефективність в польових умовах (підвищення врожайності кукурудзи на 5-6 тон з 1 гектару) (М.Д. Аксиленко, В.О. Євдокименко, Д.С. Каменських, Т.В. Ткаченко, В.І. Кашковський).

Біологічно-активні речовини і матеріали

Вперше запропоновано використання макроциклічних похідних фосфонових кислот визначеної структури для фотоактиваційного блокування активності глутатіон-S-трансферази, що задіяна в клітинних механізмах резистентності до лікарських препаратів. На прикладі глутатіон-S-трансферази з печінки коня встановлено закономірності дії нових інгібіторів, що забезпечує підгрунтя для подальшого вивчення фотозалежного інгібування ферментів людини (О.Л. Кобзар, Ю.В. Шульга, В.В. Труш, В.М. Булденко, І.М. Міщенко, чл.-кор. НАН України А.І. Вовк).

В результаті виконання циклу робіт розроблено нові підходи до конструювання інгібіторів холінестераз, синтезовано і вивчено нові О-заміщені N-бензильні структурні аналоги вітаміну В₁, які здатні ефективно і селективно блокувати активність ацетилхолінестерази і бутирилхолінестерази, що є мішенями для ліків при хворобі Альцгеймера (О.Л. Кобзар, А.Д. Очеретнюк, В.С. Броварець, О.П. Козаченко, чл.-кор. НАН України А.І. Вовк).

Обгрунтовано напрями конструювання потенційно біоактивних нітропохідних ауронів як нових антиоксидантів та інгібіторів ксантиноксидази. Показано вплив нітрогрупи на інгібувальні властивості та встановлено механізми блокування ферментативної активності синтетичними гідрокси- та нітровмісними інгібіторами. Отримані результати є важливими для пошуку і створення нових регуляторів метаболізму пуринів (І.М. Міщенко, О.Л. Кобзар, О.М. Музичка, чл.-кор. НАН України А.І. Вовк).

Методами in silico та in vitro ідентифіковано ряд оксазоловмісних фосфонієвих солей як потенційних антикандидозних дезінфектантів, які є активними проти мультирезистентних штамів грибів роду Candida, що викликають інвазивний інфекційний кандидоз широкого ступеню тяжкості (М.М. Труш, В.В. Ковалішин, Л.О. Метелиця).

Розроблено препаративні методи синтезу сульфоніламідних похідних 1,3-оксазолу та показано їх високу активність проти папіломи вірусу людини та низьку цитотоксичність до клітин HEK293. Індекси селективності похідних оксазолу у 20–40 разів вищі, ніж у відомого антивірусного препарату (В.С. Броварець, С.Г. Пільо, А.М. Корнієнко, В.М. Прокопенко, В.В. Жирнов).

Синтезовано нові фосфорильовані пептидоміметики та вперше досліджено їх вплив in vivo, що характеризується значним зниженням частоти серцевих скорочень і стимуляції скоротливої активності міокарда серця щурів (В.С. Броварець, О.В. Головченко, Е.Р. Абдурахманова).

Синтезовано та вивчено властивості 1,3-оксазол-4-ілфосфонієвих солей як нових непептидних інгібіторів фурину, які на мікромолярному рівні інактивують ензим за механізмом конкурентного, неконкурентного та змішаного інгібування в залежності від їх хімічної будови (Т.В. Осадчук, О.В. Шибирин, А.В. Семироз, В.К. Кібірєв).

Серед ряду синтезованих похідних піразолу, піразолотриазину, піримідину, оксазолу та оксазолопіримідину знайдено сполуки, які можуть значно сприяти росту та розвитку рослин (кукурудза, горох, пшениця, томати, морква та квасоля), перевищуючи активність природних гормонів та їх синтетичних аналогів (В.А. Циганкова, Я.В. Андрусевич, В.М. Копіч, О.І. Штомпель).

Проведено дослідження модуляції стійкості рослин під впливом жасмонової кислоти з використанням генетично модифікованих рослин за генами фосфоліпази D. Показано, що активність ряду ферментів метаболізму, задіяних в регуляції активних форм кисню, у мутантів pldβ1/2 та pldγ1 знижена порівняно з рослинами вихідного типу, і, відповідно, послаблена захисна дія жасмонової кислоти від ушкодження рослин надлишком іонів кадмію та міді. Наявні дані свідчать, що активність ізоферментів фосфоліпази пов’язана з підвищенням стійкості рослин до дії важких металів за участю жасмонової кислоти (Я.С. Колесников, С.В. Кретинін, В.С. Кравець).

З використанням трансгенних ліній із мутаціями в генах фосфатидилхолін-гідролізуючої фосфоліпази С визначено вплив цих генів на процеси регуляції активності НАДФН-оксидази при дії брасиностероїдів та флагеліну. Визначено роль брасиностероїдів і флагеліну на регуляцію активності НАДФН оксидази у трансгенних рослин A.thaliana, які характеризуються порушеннями функціонування рецептору гормону bri, bak1 (М.В. Дерев’янчук, Л.-А.М. Карпець, Я.К. Бухонська, В.С. Кравець).

Підготовлено реєстраційне досьє для перереєстрації мазі Теобону-дитіомікоциду (ТД). Створено оптимальну композицію на базі ТД для лікування ушкоджених нігтів. Опрацьовано результати позитивної динаміки лікування хворих на оніхомікоз та супутні хвороби (Л.М. Шкарапута, Л.О. Тищенко, Л.А. Шевченко, Л.Л. Митрохіна, І.П. Морозова).

Нові високоефективні хімічні процеси і матеріали

Синтезовано нові малотоксичні катіонні біоциди з високою термічною стійкістю на основі сульфонатів 2-алкіламіноімідазолінію та 1-алкілгуанідинію. Встановлено, що такі сполуки забезпечують промисловим полімерам (поліамід, полікарбонат) високу активність проти мікробних біоплівок при вмісті 2-3% (С.П. Рогальський, О.В. Джужа, О.П. Тарасюк, В.І. Пархоменко).

Відпрацьовано технологічні режими проведення вибухового автогідролізу рослинної біомаси в присутності кислотних каталізаторів, що забезпечують глибоку одностадійну переробку вихідної сировини з одержанням цінних продуктів (Д.С. Каменських, В.І. Кашковський).

Експериментально показано можливість використання рослинних відходів (стебел кукурудзи, соняшника, пшениці, рису) для одержання мікрокристалічної целюлози з високим виходом (Т.В. Ткаченко, В.І. Кашковський).

Встановлено причини, що впливають на стабільність емульсій, які утворюються при переестерифікації рослинних олій бутанолом. Запропоновано спосіб синтезу естерів, при якому одержуються малостійкі емульсії, які розділяються протягом доби на 2 шари – бутилові естери та гліцерин, що дозволяє одержати високочисті бутилові естери жирних кислот – альтернативний варіант для виробництва біодизельного палива (Л.К. Патриляк, С.О. Зубенко, С.В. Коновалов).

Встановлено і запропоновано механізми підвищеної активності нікель-вмісних пентастилів, порівняно з паладій-вмісними, в ізомеризації лінійних алканів. Отримані дані є важливими для створення нових каталізаторів ізомеризації лінійних алканів (Л.К. Патриляк, М.М. Крилова, О.П. Пертко, Ю.Г. Волошина).

Синтезовано нові поверхнево-активні речовини на основі гуанідин-амідів жирних кислот. Доведено каталітичну активність одержаних ПАР в реакціях переестерифікації олій різними спиртами. З використанням розроблених технічних умов і технологічного регламенту на виробничих потужностях ТОВ «НВП Рімол» напрацьовано дослідно-промислові партії бутилових естерів жирних кислот для застосування їх як компонента альтернативного дизельного палива та мастила для змащування вузлів тертя промислового обладнання і вузлів тертя, які експлуатуються в умовах високих температур, навантажень та агресивних середовищ. Проведено їх випробовування на відповідність показників якості та біорозкладання вимогам нормативної документації і євростандартів (О.О. Папейкін, Л.Ю. Бодачівська, Л.К. Патриляк, І.О. Венгер, Ю.С. Бодачівський, О.О. Сафронов, А.Ю. Верба, Д.З. Давітадзе).

Методом золь-гель поліконденсації на основі силікагелю та фосфорно-вольфрамової і фосфорно-молібденової кислоти синтезовано стабільні композитні матеріали. Отримані адсорбенти продемонстрували високу еффективність за адсорбцією цезію з забрудненої води за різних температур. Вміст цезію вдалося знизити на 85-95%. (В.А. Поважний, Д.В. Молодий, О.В. Мельничук).

Розвиток хімічних знань про речовини та процеси

Розроблено синтетичні підходи до отримання нових фторовмісних енонів, на основі яких синтезовано невідомі раніше фторовані піроли, піразоли, піридини та піримідини. Синтезовано фторовмісні амінокислоти та їх фосфорильні аналоги  ̶ 2-аміно-2-(трифторометокси)бутанову кислоту, 3-поліфтороалкіл-ɤ-аміномасляну кислоту, поліфтороалкілвмісні аналоги глютамінової кислоти та діалкіл(фторометил)фосфонати, які були використані для синтезу потенційно біоактивних аліфатичних фторовмісних вторинних амінів (акад. НАН України В.П. Кухар, І.І. Герус, О.Є. Сорочинський, К.В. Тарасенко, І.С. Кондратов, О.М. Шайтанова, М.Я. Бугера, С.І. Вдовенко, О.М. Федоренко, Ю.І. Жук).

Розроблено препаративні підходи до синтезу моноциклічних азагетероциклів та їх конденсованих похідних, зокрема 4-фосфорильованих похідних 5-гідроксиалкіламіно-1,3-оксазолів, 2,5-ди(гідроксиалкіл)-1,3-тіазолів та 1,3-тіазол-5-карбальдегідів, а також похідних піразоло[3,4-d][1,2,3]триазинів, досліджено їх біологічну активність та виявлено речовини з високою протипухлинною, вазоактивною та антимікробною активностями (В.С. Броварець, С.Г. Пільо, О.В. Головченко, А.О. Гуренко, В.О. Синенко).

Розроблено препаративний підхід до синтезу нових трициклічних конденсованих сполук з ядром 7-деазапурину на основі гліцидильних похідних піроло[2,3-d]піримідину. Знайдено умови кінетичного ензиматичного розділення 1-гетарилетанолів для отримання оптично активних представників піроло[2,3-d]піримідину (О.Б. Смолій, Л.В. Музичка).

Розроблено метод синтезу Р-хіральних сполук фосфору на основі 1,3-асиметричної індукції, що протікає шляхом нуклеофільного заміщення атома фосфору, з подальшою передачею хіральності від реагента рацемічному фосфорному субстрату. Встановлено механізм цієї реакції та синтезовано енантіомерно чисті Р-хіральні сполуки, які були використані як ліганди в комплексах перехідних металів (чл.-кор. НАН України О.І. Колодяжний, А.О. Колодяжна, Є.В. Гришкун).

Нанохімія

Вперше встановлено, що наночастинки оксидів металів здатні прискорювати процес полімеризації аніліну. Знайдено кількісний зв’язок кінетичних параметрів цього процесу з вмістом наночастинок. Встановлено вплив природи наночастинок оксидів металів та кислоти-допанту на молекулярну масу, молекулярно-масовий розподіл та ступінь окиснення поліаніліну у синтезованих нанокомпозитах з морфологією ядро-оболонка. Нанокомпозити оксидів металів (TiO₂ (анатаз, рутил), SnO₂, ZnO) з поліаніліном можуть бути використані при розробці сенсорних матеріалів та матеріалів для електромагнітного та антистатичного захисту (О.А. Пуд, М.О. Огурцов, Ю.В. Носков, С.Д. Михайлов).

Методами електронної та атомно-силової мікроскопії проведено дослідження структурних особливостей синтетичних карбонових сфероїдальних нанокластерів та показано, що середній розмір наночастинок знаходиться в діапазоні 5-10 нм. Вперше зафіксовано утворення тороїдальних вуглецевих нанорозмірних кластерів при використанні фреонів як вихідних реагентів в плазмохімічному синтезі. Виявлено інгібувальну дію карбонових полісферичних фторованих нанокластерів на кінетику вільно-радикального окиснення спиртів молекулярним киснем. Показано, що додавання вуглецевих нанокластерів моторних палив на вуглеводневій основі стабілізує процеси автоокиснення таких продуктів при їх зберіганні (Є.В. Полункін, В.С. Пилявський, Є.В. Шелудько, Т.М. Каменєва).

Хімічна екологія

Розроблено високоефективний спосіб переробки рослинних відходів на прикладі рисової лузги з одержанням високочистої мікрокристалічної целюлози та аморфного діоксиду кремнію з чистотою 99,999 % (В.І. Кашковський, В.О. Євдокименко, Д.С. Каменських).

Біологічно-активні речовини і матеріали

Створено набір нових оціночних функцій H1, H2 і RFL, що засновані на оціночних функціях AutoDock, AutoDock Vina та RF-score, для розрахунків констант інгібування і прогнозування активності синтетичних органічних сполук. На основі комп’ютерних розрахунків та експериментальних даних встановлено закономірності і механізми дії потенційних інгібіторів людської протеїнтирозинфосфатази 1В як молекулярної мішені для лікування діабету (В.Ю. Танчук, О.Л. Кобзар, В.В. Танін, В.В. Труш, В.М. Булденко, Л.А. Кононець, чл.-кор. НАН України А.І. Вовк).

За результатами віртуального та експериментального дослідження серії похідних ізоніазиду виявлено перспективні прототипи ефективних антимікобактеріальних засобів проти резистентного штаму H37Rv Mycobacterium tuberculosis (В.В. Ковалішин, І.М. Коперник, Д.М. Година, Л.О. Метелиця).

На основі розрахунку термодинамічних і структурних властивостей комплексів сироваткового альбуміну з миристиновою кислотою і варфарином у воді встановлено закономірності впливу ендогенного ліганду на зв’язування лікарського препарату з плазмовим білком (Т.О. Гуща, І.Є. Щечкін).

Здійснено синтез нових заміщених бісамідиногідразонів та досліджено їх антифуринову активність з метою створення низькомолекулярних непептидних інгібіторів даного ферменту (Т.В. Осадчук, В.К. Кібірєв, В.В. Шелякін, О.В. Шибирин, А.В. Семироз).

Проведено дослідження ряду нових синтетичних п’яти- та шестичленних низькомолекулярних азагетероциклів, а також їх конденсованих похідних, що виявили високу рістстимулюючу активність, яка перевищувала активність відомих природних та синтетичних регуляторів росту на різних культурах рослин (горох, кукурудза, томати, огірки, льон та гарбуз). Отримані результати можуть бути використані для синтезу ефективних вітчизняних регуляторів росту рослин (В.А. Циганкова, Я.В. Андрусевич, В.М. Копіч, О.І. Штомпель).

Синтезовано нові спіроциклічні похідні піразолідин-3,5-діону, що мають виражену анальгетичну дію (В.І. Кашковський, Ю.В. Безуглий, В.М. Головатюк).

Спільно з науковцями Національного медичного університету імені О.О. Богомольця показано, що композиція Теобону-дитіомікоциду (ТД) з Гентаміцину сульфатом (ГС) при місцевому лікуванні дерматозів, ускладнених бактеріальною інфекцією, за ефективністю не поступається відомим закордонним препаратам, а за нешкідливістю переважає кортико­стероїдвмісні лікарські засоби. Розроблено раціональні процедури виготовлення цієї композиції для екстемпорального застосування та наукові засади її промислового виробництва (Л.М. Шкарапута, В.І. Степаненко, Л.О. Наумова, Л.О. Тищенко, Л.А. Шевченко).

Створено ефективні композиційні препарати на основі органохелатів біогенних мікроелементів, ультрамікроелементів, сполук рістстимулюючої, стреспротекторної дії для передпосівної обробки насіння та позакореневих підживлень рослин озимої пшениці, що забезпечують значне підвищення урожаю зерна, поліпшення його якості та ефективне використання мінеральних добрив (О.Є. Давидова, М.Д. Аксиленко, С.І. Котенко, К.І. Дерев’янко, А.П. Гаєвський, В.І. Ніколаєвська, П.Г. Дульнєв, В.М. Мокринський).

Встановлено участь ферментів глутатіон-аскорбатного циклу в реалізації біологічної дії брасиностероїдів в клітинах рослин, які забезпечують контроль рівня активних форм кисню в клітинах та сприяють метаболічним процесам за умов сольового стресу (С.В. Кретинін, С.Я. Колесников, М.В. Дерев’янчук, В.С. Кравець).

Нові високоефективні хімічні процеси і матеріали

Досліджено вплив умов перебігу процесу вибухового автогідролізу лігноцелюлозної сировини (скоп, біомаса дротовидного проса) на склад кінцевих продуктів, які в подальшому були використані для отримання біопалива за допомогою мікробіологічної конверсії. Показано можливість використання різних компонентів, одержаних після обробки сировини вибуховим автогідролізом для отримання біобутанолу (Д.С. Каменських, Т.В. Ткаченко, В.О. Євдокименко В.І. Кашковський).

Відпрацьовано технологічне рішення процесу фракціонування кремнійвмісних матеріалів (золових залишків теплових електростанцій, піску) з одержанням високочистого діоксиду кремнію чистотою (99,999 %) (В.І. Кашковський, В.О. Євдокименко, Д.С. Каменських Т.В. Ткаченко).

Запропоновано модифікацію складу каркасу цеоліту X з метою підвищення селективності каталізаторів в процесі метилювання толуолу в бічний ланцюг. Показано, що з використанням гексафторсилікату амонію знижується частка активованих для алкілювання в бензольне кільце молекул метанолу, що сприяє зростанню виходу продуктів алкілювання в метильну групу (Л.К. Патриляк, Ю.Г. Волошина).

Показано, що етилові естери жирних кислот, одержані гетерогенно-каталітичною переестерифікацією соняшникової, кукурудзяної та гірчичної олій, можна використовувати як біологічну складову для приготування паливних сумішей для дизельних двигунів. За однакових умов проведення процесу найвищий вихід етилових естерів демонструє соняшникова олія, найнижчий – льняна. Проведено порівняльний аналіз продуктів, отриманих гомогенно- та гетерогенно-каталітичною переестерифікацією. За енергетичними показниками роботи двигуна ці продукти несуттєво поступаються мінеральному дизпаливу, тоді як за екологічними характеристиками естери, які отримані гомогенно-каталітичною переестерифікацією, перевершують аналогічні, виготовлені на твердому каталізаторі (Л.К. Патриляк, М.В. Охріменко, Ю.Г. Волошина, С.В. Коновалов).

Оптимізовано процес синтезу олеохімічних поверхнево-активних речовин та нанодисперсного карбонату кальцію з вузьким розподілом за дисперсністю, що лягло в основу створених мастильних матеріалів нового покоління. Проведено стендові випробування синтезованих екобезпечних ПАР-додатків та розроблених мікроемульсійних мастильно-холодильних рідин, олив і пластичних мастил. Запропоновані підходи дозволять ефективно утилізувати побічні продукти виробництва олій, відходи птахофабрик і м’ясо-молочних підприємств та замінити дорогі імпортовані сировинні компоненти і мастильні матеріали (Г.С. Поп, Л.Ю. Бодачівська, Л.В. Железний, Ю.С. Бодачівський).

Виготовлено дослідні партії порошкової епоксиполіестерної фарби на основі вторинного поліетилентерефталату. Встановлено, що за захисними та експлуатаційними характеристиками покриття на основі порошкової фарби задовольняє вимогам для застосування на трубах діаметром 1420 та 820 мм. (В.П. Конюшенко).

Отримано нові антимікробні полімерні композити медичного призначення на основі промислового полімеру полідиметилсилоксану, модифікованого катіонними біоцидами на основі солей імідазолію та гуанідинію. Основними перевагами таких матеріалів є широкий спектр антимікробної активності і висока стійкість біоцидних домішок до вимивання у водне середовище (С.П. Рогальський, О.П. Тарасюк).

Розроблено спосіб переробки бурого вугілля Олександрійського родовища (Україна), що дозволяє цілеспрямовано та селективно конвертувати його в аналог природного газу з отриманням широкої фракції вуглеводнів С₅-С₂₂. Розраховано матеріальні баланси процесів переробки газових фракцій надкритичної конверсії бурого вугілля для виробництва метану, метанолу, диметилового етеру та водню (В.А. Бортишевський, Р.В. Корж).

Розвиток хімічних знань про речовини та процеси

Розроблено методи синтезу 3-поліфтороалкіл- та 3,3-дифтороаміномасляних кислот – нових фторованих аналогів природного нейромедіатора ГАМК (ɤ-аміномасляна кислота) та 2-аміно-4-(трифторометокси)бутанової кислоти – нового OCF₃-вмісного аналога природних гідрофобних амінокислот, таких як лейцин, валін, ізолейцин (І.С. Кондратов, Н.А. Толмачова, О.М. Шайтанова, І.І. Герус).

Розроблено методи синтезу нових фторованих енонів з додатковими функціональними групами та досліджено їх фізико-хімічні властивості. Вперше зафіксовано спонтанний перехід транс-конформерів енамінону СF₃CO-C(Me)=CH-NHMe у цис-ізомер та визначено кінетичні та термодинамічні параметри цього процессу. Продемонстровано значну синтетичну цінність нових енонів для отримання поліфторалкілвмісніх карбо- та гетероциклічних систем, таких як циклопентанони, піразоли, піримідини та інші. (К.В. Тарасенко, М.Я. Бугера, В.Є. Івасишин, Ю.І. Жук, С.І. Вдовенко, О.М. Федоренко, І.І. Герус, В.П. Кухар)

Розроблено препаративний підхід до синтезу пуринових основ, який дозволяє регіоселективно вводити арильні замісники в положення 2 і 8, а також арилсульфонільну групу в положення 6 пуринової основи, що робить можливим синтез великого ряду сполук для створення біологічно активних речовин (В.С. Броварець, Р.М. Соломянний, С.В. Попільніченко).

На основі доступних 4-фосфорильованих похідних 5-аміно-2-аміноалкіл-1,3-оксазолу розроблено препаративний синтез нових фосфорильованих трипептидів, що містять залишки дегідротирозину і фосфоногліцину та є потенційними біоактивними сполуками (В.С. Броварець, О.І. Лукашук, Е.Р. Абдурахманова, К.М. Кондратюк, О.В. Головченко).

На основі реакцій галогенування 7-алілзаміщених похідних піроло[2,3-d]піримідину запропоновано нові стратегії синтезу перспективних реагентів, котрі виявились придатними для отримання α- та β-гідроксифосфонових кислот, а також функціоналізованих піроло[1,2-а]піразинонів – потенційних біорегуляторів гетеро­циклічного ряду (О.Б. Смолій, Л.В. Музичка).

Проведено експериментальні дослідження асиметричного каталізу, що полягають в застосуванні декількох каталізаторів, які взаємодіють з активними центрами двох реагентів одного каталітичного процесу. Показано, що використання двох хіральних каталізаторів, що активують електрофіл і нуклеофіл в реакціях асиметричного елетрофільного приєднання, збільшує виходи і оптичну чистоту продуктів приєднання реакцій (чл.-кор. НАН України О.І. Колодяжний, А.О. Колодяжна, О.О. Колодяжна).

Синтезовано нові діалкенільні похідні піридинтрионів, які є вихідними сполуками для одержання нових спірогетероциклічних сполук метатезисом із закриттям циклу. Синтезовано низку нових спіроциклопентенільних похідних, які можуть мати високу біологічну активність (В.І. Кашковський, Ю.В. Безуглий, В.М. Головатюк).

Нанохімія

Розроблено нові нанокомпозити вуглецевих нанотрубок з поліпіролом з різними допантами та вмістом полімеру, що можуть бути використані як сенсорні матеріали та матеріали для електромагнітного і антистатичного захисту. Вперше встановлено залежність виходу поліпіролу від вмісту нанотрубок в полімеризаційному середовищі, що дає можливість управління процесом формування таких нанокомпозитів заданого складу (О.А. Пуд, М.О. Огурцов, Ю.В. Носков, Д.А. Сидоров, О.С. Кругляк, І.Є. Миронюк, Н.В. Нестюк).

Вперше встановлено, що вищу чутливість до агресивних газів мають сенсорні гібридні нанокомпозити поліаніліну з морфологією ядро-оболонка порівняно з такими, що мають морфологію гість-господар. Це явище може бути використано у новому способі управління сенсорними характеристиками нанокомпозитів поліаніліну (О.А. Пуд, М.О. Огурцов, Ю.В. Носков, С.Д. Михайлов).

Встановлено термодинамічні й кінетичні закономірності одержання нанорозмірних колоїдних систем, які покладено в основу одержання консерваційних і ущільнюючих матеріалів, що є важливим для створення мастильних матеріалів нового покоління (Г.С. Поп, Л.Ю. Бодачівська, Л.В. Железний, О.О. Папейкін, І.О. Венгер, Н.М. Назарчук, Ю.С. Бодачівський).

Хімічна екологія

Знайдено ефективне рішення глибокого очищення зворотної надмулової води Бортницької станції аерації. Показано можливість незворотної фіксації комунальних осадів, що може бути застосовано для закріплення периметру мулових майданчиків (В.І. Кашковський, В.О. Євдокименко, Д.С. Каменських).

Для утилізації зольних залишків теплових електростанцій розроблено ефективний спосіб захисту внутрішньої поверхні реактора фракціонування зольних залишків від впливу агресивного середовища, що дозволяє застосовувати для виготовлення необхідного обладнання широкий асортимент матеріалів, які без такого захисту є нестабільними. Створено нагрівальний елемент, який дозволяє проводити термічні процеси при 1500-2000 ⁰С (В.І. Кашковський).

Біологічно-активні речовини і матеріали

Сформульовано нові напрями пошуку інгібіторів ксантиноксидази серед синтетичних похідних ауронів, встановлено залежність між структурою і активністю та вивчено механізми інгібування цього ензиму, що може бути важливим для створення нових антиоксидантів і протиподагричних засобів (О.В. Музичка, О.Л. Кобзар, М.С. Фрасинюк, А.І. Вовк).

Розроблено новий сучасний метод швидкого та ефективного аналізу дескрипторів (Batch Pruning Algorithm) хімічних сполук. Запропонований методичний підхід дозволив побудувати ефективні прогнозуючі QSAR моделі для пошуку нових потенційних інгібіторів Mycobacterium tuberculosis (В.В. Ковалішин, І.М. Коперник, Л. О. Метелиця).

В експериментах на ізольованих сегментах аорти щурів виявлено вазокон­стрикторний ефект радіонуклідного випромінювання малої потужності. За допомогою інгібіторного аналізу показано збільшення опосередкованої активацією трансмембранної НАДФН-оксидоредуктази вазоконстрикції та пригнічення обумовленої NO-синтазою вазодилатації ізольованих сегментів аорти щурів на фоні радіонуклідного випромінювання малої потужності. Показано, що у полі радіонуклідного випромінювання малої потужності пригнічується викликана активацією ацетилхолінових рецепторів ендотелій-опосередкована вазодилатація та посилюється вазоконстрикторна активність агоністів адренорецепторів аорти щурів. Отримані дані свідчать про зміну параметрів регуляції активності ферментів та рецепторів у полі радіонуклідного випромінювання малої потужності (В.В. Жирнов, І.Н. Яковенко, Ю.М. Набока).

Для синтезу селективних інгібіторів фурину – перспективної мішені для створення сучасних ліків, здійснено дизайн, синтез та скринінг нових похідних тіазолу, піридинону та піримідину. Показано, що в ряду азинів наявність у положенні 5 піримідину ациклічного вуглеводневого замісника сприяє росту інгібіторної активності цих сполук, а присутність замісника циклічної природи веде до зниження активності сполук. Синтезовані речовини є перспективними інгібіторами фурину та потенційними лікарськими препаратами проти вірусних та бактеріальних інфекцій (Т.В. Осадчук, В.К. Кібірєв, О.В. Шибирин, В.В. Шелякін, А.Г. Яременко, А.В. Семироз).

Проведено скринінг ряду п’яти та шестичленних гетероциклічних сполук, з яких відібрано сполуки (функціонально заміщені піримідини, піразолотриазинони, ізофлавоноїди, оксазоли), що виявили високу рістстимулюючу активність на різних культурах рослин (пшениця, кукурудза, квасоля, гарбуз, соя, крес-салат та льон звичайний). Отримані результати можуть бути використані для синтезу нових ефективних та екологічно безпечних вітчизняних регуляторів росту рослин (В.А. Циганкова, Я.В. Андрусевич, О.В. Миролюбов, О.І. Штомпель).

Спільно з науковцями НМУ ім. О.О. Богомольця встановлено, що розроблений Інститутом антимікотик Теобон-дитіомікоцид (ТД) при відсутності побічної дії і за доброї переносності протягом 12–14 діб забезпечує виліковування хворих на мікози. Показано, що ТД є перспективним при комплексному лікуванні герпетиформного дерматозу Дюринга, а при лікуванні мікотичної екземи він значно ефективніший за флуконазол і клотримазол. Використання ДТ відкриває перспективу виключення кортикостероїдвмісних препаратів при місцевому лікуванні екзем та дерматозу Дюринга(Л.М. Шкарапута, Л.О. Тищенко, Л.А. Шевченко).

Розроблено рецептуру і визначено ефективність застосування при вирощуванні озимої пшениці п’яти композиційних препаратів на основі цитратохелатів мікро- та ультрамікроелементів, сполук антиоксидантної, рістстимулюючої та захисної дії, які забезпечують підвищення урожаю зерна поліпшеної якості, збільшення виносу урожаєм зерна азоту – до 100 %, фосфору – до 65 %, що дає можливість знизити дози застосування міндобрив при вирощуванні зернових. Нові препарати є екологічно безпечними для використання як в традиційному, так і в органічному землеробстві (О.Є. Давидова, М.Д. Аксиленко, С.І. Котенко, К.І. Дерев’янко, А.П. Гаєвський, В.І. Ніколаєвська, П.Г. Дульнєв, В.М. Мокринський).

З використанням трансгенних ліній арабідопсису та специфічних інгібіторів біосинтезу ендогенних стероїдних гормонів було показано, що брасиностероїди впливають на активність альтернативного шляху транспорту електронів Мітохондрій, що сприяє підвищенню солестійкості та продуктивності рослин (М.В. Дерев‘янчук, В.С. Кравець).

Нові високоефективні хімічні процеси і матеріали

Досліджено вплив умов перебігу процесу вибухового автогідролізу соломи лозовидного проса (температури та часу витримки) на склад кінцевих продуктів (Д.С. Каменських, Т.В. Ткаченко).

Із застосуванням методу твердофазного іонного обміну одержано каталізатор на основі цеоліту Х з повністю обміненими на цезій катіонами натрію, що забезпечило його 100 %-селективність в метилюванні бічного ланцюга толуолу. Показано переважність утворення етилбензолу в цій реакції як первинного продукту і окреслено шлях його формування з урахуванням кислотно-основних характеристик каталізаторів (Л.К. Патриляк, К.І. Патриляк, Ю.Г. Волошина).

На основі курячого жиру розроблено низку функціональних екобезпечних поверхнево-активних систем, зокрема мастильних матеріалів, та досліджено їх фізико-хімічні, технологічні й екологічні властивості (Г.С. Поп, Л.Ю. Бодачівська, Л.В. Железний, О.О. Папейкін, І.О. Венгер, Н.М. Назарчук, Ю.С. Бодачівський).

Розроблено технічну документацію на виготовлення порошкового епокси­поліестерного покриття для антикорозійного захисту внутрішньої поверхні сталевих трубопроводів. Виготовлено та випробувано дослідні партії порошкового покриття на основі вторинного поліетилентерефталату (В.П. Конюшенко, К.Б. Васьковська).

З використанням синтезованих сульфурвмісних етилових естерів ріпакової чи соняшникової олій розроблено композиції мастильно-холодильних рідин та пластичних мастил. Показано, що завдяки поліфункціональністі, добрій розчинності й змішуваності з відомими мінеральними оливами, мастильними композиціями і функціональними присадками до них, нові мастила за трибологічними характеристиками не поступаються, а за токсикологічними і екологічними характеристиками суттєво перевершують промислові аналоги з присадками ИХП-14М (Г.С. Поп, Л.Ю. Бодачівська, Л.В. Железний, О.О. Папейкін, І.О. Венгер, Н.М. Назарчук, Ю.С. Бодачівський).

Синтезовано нові антимікробні сполуки на основі солей 1,3-діалкілімідазолію, 2-алкіламіноімідазолінію та їх комплексів з b-циклодекстрином. Основними перевагами отриманих продуктів над традиційними дезінфектантами є широкий спектр антимікробної активності, мала токсичність і невисока вартість (С.П.Рогальський).

Розроблено спосіб отримання синтетичних палив (широкої фракції вуглеводнів С₁-С₂₂) на основі дешевого водневмісного газового продукту каталітичної газифікації водних суспензій бурого вугілля Олександрійського родовища (Україна). Експериментально відпрацьовано стадію отримання метану та оцінено собівартість отримання СН₄ із сухого бурого вугілля (В.А. Бортишевський, Р.В. Корж).

Встановлено можливість формування самоорганізованих шарів білкових та амінокислотних молекул на поверхні катоду, що може бути використано для розробки нових способів модифікації біомембран (Г.С. Шаповал, О.С. Кругляк, І.Є. Миронюк, Н.В. Нестюк).

Протестовано і виявлено переваги метал/вуглецевих каталізаторів на основі знесоленого активованого антрациту з нанесеними на нього нанокластерами паладію та міді в низькотемпературній киснево-водневій газовій паливній комірці в порівнянні з комерційним електрокаталізатором (Л.В. Головко, С.О. Новосьолов, В.А. Поважний).

Розвиток хімічних знань про речовини та процеси

Розроблено нові методи синтезу і одержано зразки β-фторовмісних γ-аміномасляних кислот – аналогів прегабаліну, які є перспективними реагентами для біохімічних досліджень нейрональної активності і діагностики нейропатологій (акад. НАН України В.П.Кухар, І.І.Герус, О.М.Шайтанова, К.В.Тарасенко)

На основі доступних ациклічних реагентів розроблено препаративні методи синтезу нових функціоналізованих похідних 1,3-оксазолу, 1,3-тіазолу та піразолу, а також нових гетероциклічних систем – оксазоло[5,4-d]піразоло[1,5-а]піримідину та оксазоло[5,4-d][1,2,4]триазоло[1,5-а]піримідину, серед яких виявлено сполуки з високою інгібіторною активністю стосовно фурину і протеїнкінази СК2, а також встановлено їх імунокорегуючі властивості (В.С. Броварець, О.В.Головченко, О.В. Шабликін, С.Г. Пільо, С.В. Попільніченко)

Знайдено нові напрями пошуку інгібіторів протеїнтирозинфосфатаз серед похідних тіакаліксаренів, функціоналізованих моно- та діалкілфосфонатними замісниками, та фулерен-арилкарбонових кислот; запропоновано нові ефективні інгібітори ферментів РТР1В і CD-45, що є важливим для вивчення молекулярних механізмів аутоімунних процесів, а також для створення нових лікарських засобів проти раку та діабету 2 типу.

(чл.-кор. НАН України А.І. Вовк, В.В. Труш, О.Л. Кобзар, В.Ю. Танчук).

Розроблено препаративний підхід до синтезу заміщених піримідо[4,5-c]хінолінів та піримідо[4,5-b]-1,5-нафтиридинів, які виявились перспективними для отримання нових 2-метиламінохінолін-3-карбоксамідів та 2-метиламіно-1,5-нафтиридин-3-карбоксамідів – сполук з високою хіміотерапевтичною дією для лікування інфекційних захворювань. (О.Б.Смолій, Л.В.Музичка)

На підставі одержаних експериментальних даних сформульовано теоретичні засади створення метало-, органо- та біокаталізаторів для синтезу хіральних фосфорорганічних сполук різних класів, та прогнозування активності асиметричних каталізаторів в залежності від умов проведення реакцій (чл.-кор. НАН України О.І.Колодяжний, А.О.Колодяжна, О.О.Колодяжна).

Нанохімія

На основі діелектричних полімерів полівініліденфториду та полівінілхлориду, поліаніліну, вуглецевих нанотрубок та магнетитових наночасток спільно з КНУ ім. Тараса Шевченка розроблено нові електропровідні гібридні гнучкі плівкові наноматеріали, які можуть бути використані як сенсорні матеріали та матеріали для електромагнітного і антистатичного захисту (О.А.Пуд, М.О.Огурцов, Ю.В.Носков, Д.А.Сидоров, Є.П.Дуборіз).

Хімічна екологія

Розроблено, спроектовано та виготовлено лабораторне обладнання для дослідження процесу термодеструкції органовмісних відходів, зокрема мулових відкладень Бортницької станції аерації в умовах швидкого (декілька секунд) нагріву сировини до необхідної температури. Знайдено оптимальні параметри терморозкладу і показано, що умови швидкого нагріву забезпечують утворення лише газової та твердої фаз без утворення рідкої фази, що дозволяє отримувати високоенергетичний газ з вмістом водню 65-70 %, монооксиду вуглецю – 12-18 %, метану – 12-14 % ( В.І.Кашковський, В.О.Євдокименко, Д.С.Каменських).

Розроблено новий спосіб переробки вторинного поліетилентерефталату (ПЕТФ) в дрібнодисперсний порошковий матеріал, що призначений для антикорозійного захисту внутрішньої та зовнішньої поверхонь сталевих трубопроводів в складі порошкової епокси-поліестерної фарби. Розроблено технологічну схему виробництва, Технологічний регламент ТТР № 03563790-14-993-2014 та Технічні умови на поліестерний порошковий матеріал „БІОПЕТ” (ТУ У 20.5-03563790-008:2014) (В.П.Конюшенко, А.І.Бобровська, К.Б.Васьковська).

Біологічно-активні речовини і матеріали

Вперше з’ясовано, що фітогормони брасиностероїди здійснють регуляцію функцій мітохондрій, підвищуючи продуктивність рослин та їх стійкість до умов засолення (М.В.Дерев‘янчук, В.С.Кравець)

За результатами QSAR моделювання та біологічного тестування нових синтезованих похідних ізоніазиду разом із співробітниками Національної медичної академії післядипломної освіти виявлено, що N¹-(3-нітрофенілметиліден)піридин-4-карбогідразид є оригінальним об’єктом для поглиблених досліджень як високоактивний антимікобактеріальний агент проти мультирезистентного штаму Мicobakterium tuberculosis (Н.Б. Гончаренко, В.В. Благодатний, В.В. Ковалішин, І.М. Коперник, О.П. Козаченко, В.С. Броварець, Л. О. Метелиця).

Вперше за допомогою реакції метатезису через рутенійкарбенові комплекси одержано п’яти- та шестичленні спіропохідні N, N`-діарилпіразолідин-3,5-діонів – аналоги відомого лікарського препарату «Бутадіон». Ці речовини та спосіб їхнього одержання запатентовано (В.І.Кашковський, Ю.В.Безуглий, В.М.Головатюк ).

Показано, що радіонуклідне випромінювання малої потужності (¹⁴С) стимулює активність сукцинатдегідрогенази, цитохромоксидази і АТФази мітохондрій ентероцитів щурів, а також підсилює ефективність інгібування НАДН-дегідрогенази ротеноном і антиміцином, що свідчить про високу чутливість мембранозв’язаних ферментів у полі радіонуклідного випромінювання малої потужності (В.В.Жирнов, І.Н.Яковенко, Л.Л.Чарочкіна, С.В.Семенов, Ю.М.Набока)

Синтезовано нові інгібітори фурину, що містять в своїй структурі слабоосновні аміногуанідинові фрагменти, і показано, що синтезовані сполуки зменшують активність фурину за механізмами конкурентного або змішаного інгібування (О.П.Козаченко, Т.В.Осадчук, В.С.Броварець)..

Нові високоефективні хімічні процеси і матеріали

На попередньо створеному спеціальному обладнанні на прикладі звільнених від зерна кукурудзяних початків в широкому діапазоні енергетичних параметрів досліджено процес вибухового автогідролізу і встановлено, що в згаданих умовах частковому руйнуванню піддається лише геміцелюлоза з утворенням значної кількості водорозчинних речовин – цукрів, тоді як целюлоза і лігнін практично не змінюються (Д.С.Каменських , Т.В.Ткаченко).

 Теоретично обгрунтовано, що стабільність цеолітів як адсорбентів та каталізаторів забезпечується динамікою зарядів, головним чином – позитивних , носіями яких є не зв’язані жорстко з кристалічною структурою компенсуючі катіони. Постійний рух останніх в цеолітних системах підтверджено методом термодесорбції аміаку, молекули якого асоційовані з катіонами і втрачаються при термодесорбції із різних структурних елементів цеолітів у певній послідовності (К.І.Патриляк, Л.К.Патриляк)

З використанням синтетичних поверхнево-активних речовин, одержаних на основі рослинних жирів – (біоПАР), розроблена низка квазігомогенних, термодинамічно стабільних чотирьохкомпонентних мікроемульсій (вода/ПАР/вуглеводні/спирти.), перспективних як технологічні рідини для підвищення й інтенсифікації видобутку нафти, газу і газового конденсату (Г.С.Поп, Л.Ю.Бодачівська, Л.В.Железний, О.О.Папейкін, І.О.Венгер, Н.М.Назарчук, Ю.С.Бодачівський, Т.Г.Поп, О.Є.Донець).

Розроблено і впроваджено в умовах промислової бази УМБ-17 ПАТ “Укргазбуд” (м. Бориспіль) оригінальний енерго- і ресурсозберігаючий спосіб та комплект ремонтних матеріалів для локального відновлення ізоляційного покриття сталевих трубопроводів (Л.М.Шкарапута, Л.Л.Митрохіна, І.П.Морозова).

Для застосування в технологіях вирощування пшениці розроблено рецептури багатокомпонентних мікроелементних комплексів на основі цитрато- та сукцинатохелатів біогенних металів, які забезпечують підвищення стійкості рослин проти температурного та водного стресів, значне поліпшення структурних показників урожаю, отримання більшого на 18-30 % урожаю зерна з підвищеним вмістом в ньому білка і дозволяють отримувати зерно пшениці 2-го та 1-го класу (О.Є.Давидова, М.Д.Аксиленко, С.І.Котенко, К.І.Дерев’янко, А.П.Гаєвський, В.І.Ніколаєвська, П.Г.Дульнєв, В.М.Мокринський)

Отримано нові перспективні полімер-електролітні мембрани для паливних елементів на основі ароматичного полііміду і протонних йонних рідин, які включають катіони 1-алкілімідазолію, 2-алкіламіноімідазолінію і аніон біс(трифторметилсульфоніл)імід. Суттєвими перевагами таких мембран над традиційними є їх низька вартість і високий рівень протонної провідності (10^-3-10^-2 См/см) при підвищених температурах (120-200 ^оС), що може значно підвищити економічність паливних елементів (С.П.Рогальський, О.П.Тарасюк).

Розроблено спосіб одержання синтетичного горючого газу як альтернативи природному газу. Процес базується на гідротермальній каталітичній обробці бурого вугілля в критичних умовах з виходом цільового газу до 550 м³ з 1 т сухої маси бурого вугілля. Спосіб захищений Патентом України на винахід (В.А.Бортишевський, Р.В.Корж).

Розвиток хімічних знань про речовини та процеси

Запропоновано оригінальний стереоселективний метод синтезу фторовмісних α- та β-амінофосфонатів високої оптичної чистоти та продемонстровано можливість їх застосування у синтезі пептидів. Вперше для синтезів було застосовано хіральні іміни з трет-бутилсульфінільним залишком. (О.Є Сорочинський, К.В. Турченюк, акад. НАН України В.П. Кухар).

Розроблено синтетичні підходи та вперше одержано похідні цикламів, які містять дифторометилфосфонатні групи, поєднані з макроциклічним каркасом, і проведено попередні дослідження інгібіторної активності синтезованих речовин по відношенню до протеїнтирозинфосфатаз. Висока ефективність та селективність дії окремих сполук даного ряду відкриває можливість створення принципово нових інгібіторів протеїн­тирозинфосфатаз як потенційних препаратів для лікування ряду захворювань (В.Д. Романенко, М.В. Шевчук, акад. НАН України В.П. Кухар).

На основі доступних вихідних сполук синтезовано нові трифторометилвмісні похідні амінокислот: проліну, ГАМК та м-амінобензойної кислоти – перспективні будівельні блоки для модифікації пептидів та дизайну ліків (І.С. Кондратов, В.Г. Долованюк, О.М. Шайтанова, І.І. Герус).

Вперше одержано похідні поліфтороалкіленонів, що містять атом фтору та бромометильну групу у альфа-положенні, з яких отримано фторовані гетероциклічні та ациклічні сполуки з унікальним розташуванням замісників. (К.В. Тарасенко, М.Я. Бугера, Ю.І. Жук, І.І. Герус).

Методами ІЧ- та ЯМР-спектроскопії встановлено, що присутність α-фтор та α-метил замісників у ди- та монометиламіно(трифторометил)вінілкетонах є визначальною у змінах основності карбонільної групи та утворенні водневого зв’язку, впливаючи на просторову і електронну будову сполук та різко зменшуючи швидкість цис-транс переходу. (С.І. Вдовенко, І.І. Герус О.А. Федоренко).

Одержано нові функціоналізовані азоли та досліджено їх хімічні властивості, розроблено зручні методи препаративного синтезу конденсованих азотистих гетероциклів, як потенційних біорегуляторів. Одержані результати можуть слугувати передумовою для пошуку ефективних біорегуляторів серед функціоналізованих п’яти-, шестичленних азотистих гетероциклів та їх конденсованих систем. (В.С. Броварець, О.В. Шабликін, С.Г. Пільо, С.В. Ключко, С.А. Чумаченко, А.О. Гуренко, В.М. Прокопенко).

Досліджено перетворення заміщених піразолотриазинів під дією сполук п’ятивалентного фосфору з одержанням нових похідних піразолу. Синтезовано нову гетероциклічну систему, в якій триазиновий цикл анельований до оксазольного та імідазолінового фрагментів. Вивчено рециклізації похідних оксазолу у ди- та трициклічні азотисті структури. (О.В. Шабликін, С.Г. Пільо, С.В. Ключко).

Вперше синтезовано енантіомерночистий фосфоновий аналог глутамінової кислоти. Розроблено метод ферментативного розділення рацемічних сполук на енантіомери за допомогою переестерефікації вторинних спиртів циклічними ангідридами дикарбонових кислот. Розроблено доступні методи ферментативного синтезу енантіомерів 1,4-, 1,5-; 1,6- та 1,7-індандіолів, які є хіральними синтонами для одержання низки важливих лікарських препаратів, таких як Ладостигіл та Індінавір – препарати для лікування хвороби Альцгеймера. Cинтезовано фосфоновий аналог гомопроліну з використанням реакції Бартона – Мак-Комбі, метод синтезу розроблено виходячи з природного L-проліну. Розроблено метод синтезу всіх можливих стереомерів цис і транс– віцинальних циклічних алкенів, що є важливими хіральними синтонами для синтезу лейкотриєнів, простагландинів. (чл.-кор. НАН України О.І. Колодяжний, О.О. Колодяжна, А.О. Колодяжна).

Розроблено новий метод синтезу 7-гідрокси-5-метоксиізофлавонів, синтезовано нові аміноалкільні морфолінові похідні 5-заміщених 4-алкоксипіримідинів. Підтверджено, що введення морфоліну покращує фізико-хімічні властивості одержаних сполук. Розроблено метод одержання біс-піримідинових ефірів гідрохінонів. (О.Д. Федоряк, Д.М. Федоряк, О.В. Шибирин, М.С. Фрасинюк, Г.П. Мруг).

На основі реакцій галогенування 7-алілзаміщених похідних піроло[2,3-d]пі­римідину розроблено способи синтезу перспективних реагентів, котрі виявились придатними для синтезу β-гідроксифосфонових кислот, а також функціоналізованих піроло[1,2-а]піразинонів – потенційних біорегуляторів для застосування в біології та медицині. Використання доступних реагентів значно розширює можливості їх застосування для синтезу сполук, котрі можуть стати основою для створення антивірусних препаратів нового покоління. (О.Б. Смолій, Л.В. Музичка, Т.В. Осадчук).

Нанохімія

Синтезовано нові гібридні нанокомпозити вуглецевих нанотрубок з поліаніліном з морфологією ядро-оболонка, в яких товщина оболонки поліаніліну не перевищує 3 нм, а його кристалічність, морфологія та електронні властивості суттєво відмінні від індивідуального полімеру. Фрактальні характеристики, термічні та електропровідні властивості нанокомпозитів нелінійно змінюються з вмістом компонентів. Виявлено перенос заряду між поліаніліном та вуглецевими нанотрубками. (О.А. Пуд, М.О. Огурцов, Ю.В. Носков, Д.А. Сидоров, Є.П. Дуборіз).

Встановлено, що нанорозмірні гідроксильовані похідні фулеренів (фулереноли) в модельних системах є ефективними інгібіторами ряду людських протеїнтирозин­фосфатаз. Ці результати відкривають перспективний напрям досліджень гідроксильо­ваних фулеренів в механізмах регуляції клітинних процесів, що може мати практичне значення для створення нових лікарських засобів.(О.Л. Кобзар, В.В. Труш, В.Ю. Танчук, чл.-кор. НАН України А.І. Вовк).

Проведено варіювання природи електропровідних наночасток з різними допантами та вуглецевими нанотрубками з різним станом поверхні (покриті і непокриті електропровідним полімером) та різного походження, в цільових гібридних плівкових нанокомпозитах, що містять, окрім матричного промислового полімеру, магнітні наночастки. (Г.С. Шаповал, О.С. Кругляк, Н.В. Нестюк).

Вивчено структуру, оптичні та електрофізичні властивості гібридних нанокомпозитів на основі полі-3-метилтіофену (П3МТ) та наноструктурованих шарів ZnO і наночасток CdSe. Встановлена залежність довжини спряження в ланцюгах П3МТ з морфологією наночасток CdSe, які було використано під час синтезу нанокомпозиту. Показано, що фотострум в гетеростуктурах на основі вказаних нанокомпозитів генерується за участю як CdSe так і П3МT. (О.А. Пуд, М.О. Огурцов, Д.О. Сидоров, Ю.В. Носков).

Проведено дослідження морфологічних, розмірних та структурних характеристик нанокомпозиту (вуглецеві нанотрубки/поліанілін), допованого додецилбензолсульфо­кислотою (ВНТ/ПАНІ-ДБСК) та їх взаємозв’язкуз властивостями цього композиту. (О.А. Пуд, Г.С. Шаповал, М.О. Огурцов, Ю.В. Носков, Д.О. Сидоров, С.Д. Михайлов).

Синтезовано сенсорні наноструктуровані композити поліаніліну та досліджено їх склад, стабільність і електричні властивості. Досліджено структуру синтезованих матеріалів, відпрацьовано умови їх нанесення на поверхню чутливого елементу (трансдьюсеру) та визначено їх сенсорні характеристики. (О.А. Пуд, Г.С. Шаповал, Є.П. Дуборіз, С.Д. Михайлов).

Синтезовано та підібрано нанорозмірні об’єкти для досліджень кінетики інгібування в процесах окиснення органічних сполук. Показано, що ефективність обриву ланцюгів окиснення органічного субстрату немонотонно залежить від розміру наночасток метагідроксиду заліза. (Є.В. Полункін, П.Е. Стрижак, Т.М. Каменєва).

Відпрацьовано методи і умови функціоналізації нанокластерів вуглецю галогенуванням та окислюванням подвійних зв’язків. (Є.В. Полункін, К.О. Кирпач).

Встановлено, що комплекси міді з основами Шиффа являються ефективними антиоксидантами каталітичної дії обриву ланцюгів окиснення органічних сполук. Інгібуюча активність Cu(L₁)₂ перевершує на 2 порядки, а Cu(L₂)₂ –– на 1 порядок промисловий інгібітор Іонол. (Є.В. Полункін, В.С. Пилявський, Т.М. Каменєва, Є.В. Шелудько, Р.С. Жила, К.О. Кирпач).

Хімічна екологія

Отримано нові дані по радіохімічному складу та формах знаходження радіонуклідів – цезію, стронцію, урану та трансуранових елементів на грубодисперсній твердій фазі, колоїдних частинках з розміром 0,01-0,1мкм і в розчинному стані в грунтових водах зі свердловин 1-3А, 4-3А і 2-Г за 2011-2013 роки. (Л.І. Руденко, О.В. Джужа, О.А. Аксеновська, В.І. Кашковський).

Створено пілотну установку та проведено серію дослідів, на яких відпрацьовано процес зневоднення різних за природою осадів в цеху Бортницької станції аерації. Відпрацьовано режими регенерації фільтрувальної геотканини та визначено продуктивність пілотної установки. (В.О. Євдокименко, Д.С. Каменських).

Для інтенсифікації процесу одержання метану на очисних спорудах м. Канева запропоновано спосіб концентрування осадів. Показано, що основними компонентами утвореного біогазу є, в основному, метан і діоксид вуглецю. Встановлено, що склад газу змінюється в залежності від стадії розвитку мікроорганізмів. (В.О. Євдокименко).

Визначено вплив металокластерного покриття при нанесенні його на поверхні циліндрів на технічні та екологічні показники автомобільних двигунів. Показано, що після обробки двигунів, за рахунок більш повного згоряння палива під каталітичною дією закріплених кластерних сполук, на 5–10 відсотків зменшились витрати палива, крім того, на 40 і більше відсотків скоротились витрати моторної оливи. Завдяки більш повному згорянню палива знизилась токсичність відпрацьованих газів, покращились експлуата­ційні показники двигунів та зменшились матеріальні витрати на обслуговування автомобілів. (В.С. Пилявський, Є.В. Полункін).

Проведено процеси піролізу, парової конверсії та повітряного окислення кислого гудрону, визначено оптимальні умови проведення та кінетичні характеристики процесу переробки кислого гудрону. Створено дослідну лабораторну установку по дослідженню знешкодження кислих гудронів та відходів коксохімічного виробництва, продуктів піролізу гумо-технічних виробів шляхом глибокого окиснення за технологією аерозольного нанокаталізу (AnC). (М.А. Глікін, Є.В. Полункін, С.В. Кудрявцев, Н.Ю. Хімач, Л.І. Старжинська).

Біологічно-активні речовини і матеріали

Розроблено методи синтезу нових похідних кетодифторметилфосфонових кислот на платформі азамакроциклів, досліджено їх властивості як інгібіторів фосфатаз та вперше встановлено здатність тетрафункціоналізованих циклічних поліамінів селективно інгібувати активність Т-клітинної протеїнтирозинфосфатази. (О.Л. Кобзар, М. Шевчук, В.Ю. Танчук, В.Д. Романенко, акад. НАН України В.П.Кухар, чл.-кор. НАН України А.І. Вовк).

На основі попередньої обробки бази даних, QSAR-аналізу та молекулярного докінгу здійснено напівавтоматичний пошук нових інгібіторів протеїнтирозинфосфатази 1В серед синтезованих в ІБОНХ НАН України азот- та сірковмісних гетероциклічних сполук. Одержані теоретичні і експериментальні результати є важливими для створення нових інгібіторів протеїнтирозинфосфатаз як потенційних препаратів для лікування багатьох хвороб. (В.Ю. Танчук, Л.А.Кононець, В.В. Труш, чл.-кор. НАН України А.І. Вовк).

Синтезовано і досліджено властивості ряду нових спін-мічених похідних адамантандикарбонових кислот. Методом спінових зондів і спектроскопії ЕПР встановлено фізико-хімічні характеристики ліпосом з фосфоліпідів соняшникового насіння і соєвих бобів. Отримані результати свідчать про структурні особливості ліпосомальних структур з соняшникового насіння, що може бути важливим для їх практичного застосування. (Л.А. Кононець, О.В. Музичка, О.В. Суховеєв, О.М. Хільчевський, І.М. Міщенко, акад. НАН України В.П. Кухар, чл.-кор. НАН України А.І. Вовк).

Визначено роль ферментів фосфатидилхолінгідролізуючих фосфоліпаз С у реалізації адаптивних реакцій рослин, що супроводжуються продукцією вторинних месенджерів ліпідної природи (І.В. Покотило, В.С. Кравець).

Досліджено вплив саліцилової кислоти на індукцію стійкості рослин до стресів та накопичення в насінні сої токоферолів і флавоноїдів, що підвищує біологічну цінність продуктів переробки зерна цієї культури. (О.М. Яковенко, Т.А. Калачова, В.С. Кравець).

Показано, що дія 24-епібрасиноліду на рослини індукує фосфатидилхолін­гідролізуючі фосфоліпази С, які обумовлюють адаптацію метаболізму клітин до умов засолення та забезпечує підвищення олійної продуктивності рослин, що може бути використано в новітніх технологіях вирощування олійних культур в зонах ризикованого землеробства (В.С. Кравець, С.В. Кретинін, І.В. Покотило).

Для вирощування пшениці за інтенсивною технологією розроблено рецептуру нових комплексних мікродобрив на основі колоїдних розчинів або цитрато-хелатів біогенних мікроелементів (розмір частинок 30-70 нм) і сполук фітогормональної дії. В умовах польового досліду з озимою пшеницею визначено ефективність їх застосування. Доведено доцільність введення до складу новітніх комплексних мікродобрив на основі колоїдних розчинів саліцилової кислоти або антиоксидантів – цитрато-хелату селену та селенату натрію. Це сприяє підвищенню стресостійкості рослин та їх продуктивності (М.Д. Аксиленко, О.Є. Давидова, П.Г. Дульнєв, В.М. Мокринський, К.Ю. Дерев’янко).

Вивчено вплив регуляторів росту синтезованих на основі N-оксипіридину (D-1C, D-6C, D-3C, D-4C, D-2Ц) на фізіологічні та біохімічні показники ряду лікарських рослин і культур клітин. Встановлено, що композиційні регулятори росту з цитокініновою і гібереліновою активністю викликають зміну морфології (збільшення маси сухої речовини, посилення коренеутворення, розгалуження, утворення повітряних коренів, збільшення розміру листя у рослин і затримку старіння в культурах тканин) і посилення синтезу вторинних метаболітів як в рослинах, так і в культурах клітин. (Л.Г. Льошина, О.В. Булко, Я.В. Андрусевич).

Створено базу сполук та побудовано комп’ютерні QSAR/QSPR моделі інгібіторів С-14-деметилази з Сandida albicans і тубуліну. Запропоновані експертні системи дозволять суттєво зменшити затрати на створення нових лікарських препаратів. (В.В. Ковалишин, І.М. Коперник, Л.Є. Калашнікова, Л.О. Метелиця).

Досліджено, що радіонуклідне випромінювання низької потужності (Sr⁹⁰) підсилює зниження скорочувальної активності судин тварин, викликане агоністами аденозинових та пуринових рецепторів, а також стимулює підвищення активності трансплазматичних оксидоредуктаз еритроцитів людини, індуковане цими лігандами. Одержані дані вказують на мембранні механізми розвитку стохастичних наслідків при тривалому опроміненні організму малими дозами радіації, що може послужити основою для фармако­профілактики і фармакотерапії радіозалежної патології, а також дозволить оцінити вплив підвищення радіаційного фону на специфічну ефективність фармпрепаратів. (В.В. Жирнов, І.Н. Яковенко, С.В. Семенов, Ю.М. Набока).

Визначено теплові і об’ємні ефекти, а також зміни компонент-конформаційної динаміки, що супроводжують зв’язування у воді молекул міристинової кислоти і варфарину з сироватковим альбуміном людини. Отримані результати можуть бути використані у фармакології і біотехнології при розрахунку термодинаміки асоціації фізіологічно активних речовин з САЛ. (Т.О. Гуща, І.Є. Щечкін, С.О. Єсилевський) .

Нові високоефективні хімічні процеси і матеріали

Синтезовано низку сучасних каталізаторів метатезису олефінів, застосування яких дозволить розширити можливості органічного синтезу з одержанням практично значимих гетероциклічних сполук. (Ю.В. Безуглий, В.М. Головатюк).

На основі дослідження дейтерообміну в молекулах ізопарафінів запропоновано новий механізм алкілування ізобутану бутенами на кислотних цеолітах, який передбачає протонування ізопрарафінових молекул по метильних, а не метинових групах. Новий механізм алкілування пояснює причину отруйної дії на твердий каталізатор карбокатіонів на основі бутенів і відсутність такої дії карбокатіонів на основі ізобутану (К.І.Патриляк, Л.К.Патриляк, І.А.Репецький)

Методом термопрограмованої десорбції аміаку виявлено коливальну динаміку катіонів у вихідних цеолітах типу фожазиту та в їх полікатіон-декатіонованих формах з можливістю визначення кількісного розподілу катіонів натрію, кальцію, лантану, а також протонів по окремих елементах кристалічної структури зразків. Запропоновано перемикальний механізм прямого та зворотного переміщення катіонів. (К.І.Патриляк, Л.К.Патриляк, О.П.Пертко)

Синтезовано дві групи оснóвних каталізаторів на базі цеоліту Х із збагаченою кремнієм або алюмінієм зовнішньою поверхнею. Зразки першої групи одержано шляхом ізоморфного заміщення алюмінію кремнієм з використанням гексафторсилікату амонію, другої – вилученням кремнію зі структури обробкою лугом.

Встановлено, що обробка гексафторсилікатом амонію сприяє підвищенню селективності каталізатора за цільовими продуктами (не спостерігається утворення побічних продуктів даної реакції – ксилолів) при деякому зниженні їх виходу, тоді як обробка лугом, навпаки, веде до інтенсифікації утворення ксилолів (Л.К.Патриляк, К.І.Патриляк, Ю.Г.Волошина, В.В.Іваненко, О.П.Пертко).

Розроблено нові каталітичні системи з рухливою доменною структурою і змінними електричними і магнітними властивостями, які дозволяють реалізувати рентабельну низькотемпературну газифікацію низькосортного вугілля без забруднення оточуючого середовища. Показано, що при газифікації вугілля у водній суспензії відбувається перебіг конкуруючих реакцій іонного гідролізу і радикального піролізу зв’язків С—С вугілля. (В.А. Бортишевський, Р.В. Корж).

Для процесу одержання синтетичного моторного палива розроблено багато­шаровий трифункціональний мембранний каталізатор та сконструйовано і виготовлено демонстраційний мембранний реактор ємністю 7,5 л. На розробленій установці виконано дослідний пробіг процесу одержання диметилового етеру із синтез-газу. На основі отриманих даних розроблено Технічне завдання на проектування установки отримання диметилового етеру продуктивністю 15 т/добу. (В.А. Борти­шевський, Р.В. Корж).

Методом золь-гель синтезу з гідротермальною обробкою при температурі 110 ^оС одержано зразки каталізаторів на базі силікатних нанокомпозитів з фосфорно-молібденовою гетерополікислотою із розвинутою питомою поверхнею (613–720 м²/г). За допомогою методу ІЧ спектроскопії доведено Кеггінівську структуру гетерополікислотної частини гібридного каркасу каталізаторів. Встановлено, що на питому поверхню гібридних каталізаторів з ГПК суттєво впливає кислотність реакційного середовища. (Л.В. Головко, В.А. Поважний, Т.В. Ткаченко).

Розроблено і змонтовано лабораторне обладнання, що дозволяє проведення досліджень процесу вибухового автогідролізу в широкому діапазоні температур і тисків. (Каменських Д.С.).

Розроблено ефективний метод одержання гідроксиметилфурфуролу з цукорвмісних компонентів біомаси у водному середовищі в м’яких гідротермальних умовах; гідроксиметилфурфурол є перспективним компонентом високоенергетичного біопалива (Л.В. Головко, В.А. Поважний, Д.В. Молодий, Т.В. Ткаченко).

Синтезовано водорозчинні протонні йонні рідини. Встановлено, що найвищу термічну стійкість мають йонні рідини з аніоном біс(трифторметилсульфоніл)амідом. Отримано композитні полімерні мембрани на основі бактерійної целюлози, насиченої протонними йонними рідинами. Методом електрохімічного імпедансу встановлено, що такі композити мають високу протонну провідність (10^-4 – 10^-2 См/см) в діапазоні температур 120 – 160 ^оС. (С.П. Рогальський, О.П. Тарасюк).

Запропоновано концепцію механізму Н/D-обміну в молекулах ізопарафінів і механізму алкілування ізобутану бутенами на кислотних цеолітах з єдиних вихідних позицій: протонування ізопрарафінових молекул по метильних, а не метинових групах. Новий механізм алкілування пояснює причину отруйної дії на твердий каталізатор карбокатіонів на основі бутенів і відсутність такої дії карбокатіонів на основі ізобутану. (К.І. Патриляк, Л.К. Патриляк, І.А. Репецький).

Доведено будову і компонентний склад продуктів трансамідування ріпакової олії оксиетильованими етилендіамінами (олеодін). Встановлено співіснування в олеодіні різних поліморфних станів, представлених гексагональною, рідинною та рідинно-кристалічною ламелярною мезофазами. З’ясовано, що у конденсованому стані висока впорядкованість аміноамідів зумовлена формуванням масивних циліндричних міцел, які, подібно до біологічно активних холінів і ліпідів, трансформуються у веретеноподібні структури типу кохлеатів, що забезпечують практичним системам високі технологічні властивості. Вперше розроблено екологоенерго- та ресурсозаощадливий спосіб двохстадійної хімічній модифікації олій шляхом їх етанолізу з наступним сульфідуванням етилових естерів вищих жирних кислот. Встановлено, що сульфурвмісні естери кислот володіють покращеними антикорозійними, протиокиснювальними і протизношувальними властивостями, що дозволяє рекомендувати їх як додатки до мастил, що експлуатуються в умовах підвищених температур, високих навантажень та впливу агресивних середовищ.

(Г.С. Поп, Л.Ю. Бодачівська, В.І. Біленька, Л.В. Железний, Н.М. Назарчук, Т.Г. Поп, Ю.С. Бодачівський).

Перереєстровано мазь Теобону-дитіомікоциду, що відкриває можливість промислового виробництва і широкого застосування одного з двох (за всю історію України) вітчизняних антимікотиків. Визначено оптимальні умови одержання мазі Теобону-дитіомікоциду. (Л.М. Шкарапута, Л.О. Тищенко, Л.А. Шевченко).

На базі оригінальних матеріалів розроблено і в промислових умовах відпрацьовано енергозберігаючу технологію ремонту локальних ушкоджень, найбільш поширених антикорозійних покриттів трубопроводів. (Л.М. (Шкарапута, Л.Л. Митрохіна, І.П. Морозова).

Вперше показано, що при додаванні у рідке паливо та біобензини присадки з вмістом карбонових нанорозмірних сферичних кластерів CNOs відбувається симбатна зміна трибологічних і фізико-хімічних показників розчину. Встановлено, що нанорозмірні присадки на основі карбонових нанорозмірних сферичних кластерів CNOs проявляють антизадирні, антифрикційні та антиокислювальні властивості як при додаванні їх до моторних палив, так і до паливно-мастильних матеріалів. (Є.В. Полункін, Т.М. Каменєва, В.С. Пилявський, О.А. Гайдай).

Розроблено металокомплексні присадки з використанням основ Шифа в якості лігандоутворюючих фрагментів: біс(саліцилальдімінати) перехідних металів Cu, Co, Ni, Mn, які містять трифторметильну, тетрафторетоксильну групи, кілька об`ємних замісників, алкільні радикали (С₈), фрагменти біфункціональних альдегідів і діамінів. (Є.В. Полункін, Т.М. Каменєва, О.О. Гайдай, Є.В. Шелудько, О.Ю. Божко).

Проведено розширені моторні та ходові випробування розробленого моторного біопалива Е85, а також палив Е-20, Е-40, Е-60 на базі Інституту проблем машинобудування ім. Підгорного (ІПМаш) НАН України (м. Харьків) та АвтоЗАЗ (м. Запоріжжя). Відпрацьовано необхідне регулювання двигуна з примусовим запалюванням по куту випередження запалювання та тривалості впорскування при роботі на моторному біопаливі Е85. Напрацьовано партію біобензину Е85 у кількості 1200 літрів (за рецептурою та ТУ У 24.6-35523958-001:2009 “Паливо моторне біологічна Е-85”). (Є.В. Полункін, О.О. Гайдай, В.П. Мараховський, Л.І. Старжинська).

 З метою збереження високої та стабільної в часі активності каталітичної системи застосовано технологію безперервної механічної активації каталізатора в процесі конверсії синтез-газу. Обрана технологія дозволила отримати низькомолекулярні спирти за атмосферного тиску, що має перспективи промислового застосування в майбутньому. (Е.В. Полункін, Н.Ю. Хімач).

Розроблено технологічну схему та створено дослідну установку для переробки важких хімічних, токсичних та твердих побутових відходів за технологіею знешкодження у розплаві евтектичної суміші солей та лугів з утворенням синтез-газу та подальшого синтезу спиртів і диметилового етеру із синтез-газу. Підібрано оптимальний склад сольового розплаву і каталізатора. (Є.В. Полункін, Н.Ю. Хімач, О.М. Козаченко, Л.І. Старжинська).

Виготовлено дослідні партії активатора поверхні поліолефінів та термореактивного праймера. Проведено заводські випробування дослідних партій на трубах з заводською поліолефіновою ізоляцією. Показано ефективність застосування розроблених матеріалів при антикорозійному захисті зони зварних стиків сталевих трубопроводів. (В.П. Конюшенко, А.І. Бобровська, К.Б. Васьковська).

Розвиток хімічних знань про речовини та процеси

 Синтезовано циклічні поліаміни (циклами), що функціоналізовані дифторметил­фосфонатними залишками. Попередні результати випробування біологічної активності одержаних сполук показали їх перспективність для подальшого цілеспрямованого пошуку міметиків фосфотирозину на основі макроциклічних амінів та їх похідних. (М.В. Шевчук, В.Д. Романенко, акад. НАН України В.П.Кухар).

Розроблені методи синтезу біс(1-оксил-2,2,6,6-тетраметилпіперидин-4-іл)ових естерів адамантандикарбонових кислот з різною довжиною бокових ланцюгів. Одержані біра­дикальні сполуки можуть бути використані як нові спінові зонди та антиоксиданти. (акад. НАН України В.П.Кухар, О.М. Хільчевський, І.Б. Кулик, А.В. Рибакова).

На основі доступних похідних 2-арил-5-(3,5-диметил-1Н-піразол-1-іл)-1,3-оксазол-4-карбонової кислоти одержані невідомі раніше похідні 1,3,4-оксадіазолу та 1,3,4-тіадіазолу, котрі містять у положенні 2 та 5 кільця 5-(3,5-диметил-1Н-піразол-1-іл)-1,3-оксазол-4-ільні фрагменти. (В.С. Броварець, С.Г. Пільо, В.М. Прокопенко).

Синтезовані нові представники конденсованої системи імідазо[4,5-d][1,3,2]діаза­фосфініну при взаємодії заміщених 2-оксо-2,3-дигідро-1Н-імідазол-4-карбонітрилів з реаген­том Лоусона. (В.С. Броварець, О.В. Шабликін, С.А. Чумаченко).

Розроблено препаративні методи синтезу 5-N-заміщених сульфоніламідів оксазольного ряду. (В.С. Броварець, С.Г. Пільо, В.М. Прокопенко).

За допомогою експериментальних методів та молекулярного докінгу охарактеризовано особливості повільного зв’язування деяких макроциклічних похідних метиленбісфосфонової кислоти протеїнтирозинфосфатазою 1В. Одержані результати можуть бути важливими для конструювання ефективних і селективних інгібіторів протеїн­тирозинфосфатаз (чл.-кор. НАН України А.І. Вовк, С.В. Труш, В.Ю. Танчук).

Створено оригінальні методи синтезу енантіомерно чистих сполук за допомогою ферментів і показано, що біокаталітичне ацилювання вторинних спиртів внутрішніми циклічними ангідридами дикарбонових кислот у присутності ліпази В з Candida Antarctica дає можливість розділити вторинні спирти на енантіомери у мультиграмовому діапазоні. Розроблено доступні методи ферментативного синтезу енантіомерів 1,4-, 1,5-; 1,6- та 1,7-індандіолів – хіральних синтонів для одержання аналогів Ладостигілу – препарату для лікування хвороби Альцгеймера та інших патологічних станів, пов’язаних з дегенерацією нейросинапсів (чл.-кор. НАН України О.І. Колодяжний, А.О.Колодяжна, О.О. Колодяжна).

На основі доступних альдегідів піримідинового ряду та ефірів α-амінокислот розроблено новий оригінальний підхід до синтезу похідних піроло[2,3-d]піримідину – потенційних біорегуляторів для застосування в біології та медицині. Використання даного підходу в органічному синтезі значно розширює арсенал способів отримання анельованих похідних піримідину (О.Б.Смолій, Л.В.Музичка, Т.В.Осадчук).

Проведено пошук нових підходів до синтезу високоактивних каталізаторів метатезису на основі комплексів рутенію. Розроблено зручні методи одержання нових N-алкіл, N’-(1,1-диоксотоланіл)піримідинів та відпрацьовано способи синтезу 5,5-диаллілзаміщених піримі­динових похідних тіолан-1,1-діоксидів. (Ю.В. Безуглий, В.М. Головатюк).

Нанохімія

Встановлено закономірності фотоелектрохімічного та хімічного синтезів шарів полі-3-метилтіофену на напівпровідникових наноструктурованих шарах ZnO, а також на наночастках CdSe різної форми. Дослідження властивостей отриманих гетероструктур показало, що довжина хвилі світла, яке активує процес фотоелектрохімічної полімеризації 3-метилтіофену на поверхні високоомного шару ZnO, модулює молекулярні характеристики полімеру. Знайдено, що стан наночастинок CdSe у нанокомпозиті CdSe/полі-3-метилтіофен сильно впливає на ефективність об’ємного гетеропереходу фотовольтаїчної комірки. (О.А. Пуд, М.О. Огурцов, Ю.В. Носков, Д.А. Сидоров, Є.П. Дуборіз).

Створено термодинамічну концепцію прогнозування низки фізико-хімічних властивостей речовини будь-якого ступеня дисперсності, починаючи від наноструктур усіх можливих розмірів і закінчуючи масивною фазою, в широкому температурному діапазоні. Показано, зокрема, що залежність каталітичної активності малих часточок від їх розміру є екстремальною – з максимумом для часточок певної величини. Теоретично доведено, що найвища каталітична активність притаманна речовині у вигляді наноструктур мінімальних розмірів, але з повністю сформованою поверхнею. Концепція вказує, зокрема, напрямки пошуку наноструктурних каталізаторів з максимальною активністю та вдосконалення існуючих. (К.І. Патриляк, Л.К. Патриляк).

Розроблено спосіб формування гібридного композитного наноматеріалу на основі поліаніліну для електромагнітного захисту. (О.А. Пуд, Г.С. Шаповал, М.О. Огурцов, Ю.В. Носков, Д.А. Сидоров, О.С. Кругляк, С.Д. Михайлов).

Хімічна екологія

Знайдено спосіб, розроблено технологічну схему та споруджено оригінальну установку для швидкого зневоднення осадів і мулів на Бортницькій станції аерації, що відкриває реальні можливості для суттєвого зменшення навантаження на мулові майданчики станції і ліквідації загрози прориву загороджувальних дамб та катастрофічного забруднення Дніпра. (В.І. Кашковський, В.О. Євдокименко, Д.С. Каменських).

Розроблено новий високоефективний спосіб видалення органічних речовин, урану і трансуранових елементів (ТУЕ) з трапних вод об’єкту „Укриття”, який на 2 порядки зменшує кількість органічних забруднень (показник хімічного поглинання кисню (ХПК) з 960 мг О₂/дм³ падає до 6 – 40 мг О₂/дм³)_, а концентрація урану та трансуранових елементів знижується на 95-99%. (Л.І. Руденко, О.В. Джужа, В.І. Пархоменко, В.І. Кашковський).

Проведено цикл робіт пов’язаних з фракціонуванням золошлакових відходів та створено лабораторну установку в якій здійснюється фторидний процес розділення оксидів. Це дає можливість використання золи ТЕС, як сировини техногенного походження, що значно зменшує кількість відходів ТЕС, які екологічно небезпечні для навколишнього середовища, а також отримувати цінну сировину – високочистий діоксид кремнію, який має широкий вжиток в народному господарстві. (В.І. Кашковський, В.О. Євдокименко, Д.С. Каменських).

Біологічно-активні речовини і матеріали

Вперше показано, що карбоксильовані водорозчинні похідні фулеренів можуть бути ефективними інгібіторами терапевтично важливих протеїнтирозинфосфатаз. Ці результати вказують на перспективний напрям досліджень функціоналізованих фулеренів, що може мати наукове і практичне значення для створення нових лікарських засобів і лікування поширених хвороб. (чл.-кор. НАН України А.І. Вовк, С.В. Труш, В.Ю. Танчук).

Серед ряду нових похідних 6-аміно-2,4,5-заміщених піримідинів виявлено нові „некласичні” інгібітори дигідрофолатредуктази, що є важливим для подальшого пошуку і створення потенційно біоактивних препаратів. Встановлено особливості реакційної зданості нітроксильних радикалів при взаємодії з мембранами еритроцитів крові. Одержані результати можуть бути застосовані для дослідження мембранних структур і хімічного дизайну нових біологічно активних парамагнітних сполук. (чл.-кор. НАН України А.І. Вовк, Л.А. Кононець, О.В. Музичка, О.В. Суховеєв, І.М. Міщенко, Н.В.Самусь).

Розроблено методи синтезу нових афінних адсорбентів для виділення білків, що зв’язують вітамін В₁ або виявляють спорідненість до його біологічно активних тіазолієвих аналогів. (чл.-кор. НАН України А.І. Вовк, Л.В. Бабій, Р.В. Бугас, О.В. Музичка).

Встановлено, що фітогормональна дія брасиностероїдів, зокрема 24-епібрасиноліду, реалізується шляхом активації холін-специфічної фосфоліпази С та формуванням ліпідних вторинних посередників, що індукує стійкість рослин до сольового стресу, забезпечує суттєву насіннєву продуктивність та високий вмісту олії у насінні ріпаку при вирощуванні його на засолених грунтах. (В.С. Кравець, І.В. Покотило, С.В. Кретинін, М.В. Дерев’ян­чук).

З’ясовано особливості метаболізму рослин VTC1 та NPR1 в умовах патогенного ураження, зокрема на первинних етапах розвитку стійкості та роль елементів сигнальних каскадів саліцилової кислоти у накопиченні стрес-асоційованих вторинних метаболітів. (В.С. Кравець, Т.А. Калачова, С.В. Кретинін, О.М. Яковенко).

Показана важлива роль брасиностероїдів у модифікації профілю біосинтезу поліпептидів для забезпечення адаптаційних змін метаболізму клітини рослин. Дослідження білкових компонентів, які регулюються брасиностероїідами при дії стресів, дозволить визначити механізми природної стійкості рослин до дії стресів і модифікувати програми росту рослин у зонах ризикованого землеробства. (В.С. Кравець, М.В. Дерев’янчук, Т.А. Калачова).

Розроблено методи приєднання фотолабільних захисних груп до біологічно активних речовин, зокрема глутамінової та γ-аміномасляної кислот. Досліджено фотохімічні власти­вості синтезованих сполук. і показано, що вони можуть бути використані при вивченні особливостей функціонування нейрорецепторів. (О.Д. Федоряк, Д.М. Федоряк, О.В. Шиби­рин, М.С. Фрасинюк).

Доведено, що для передпосівної обробки насіння пшениці найбільш ефективним та екологічно безпечним є застосування міді та заліза у формі їх хелатів з лимонною кислотою, колоїдного розчину комплексу міді з моноетаноламіном, суспензій ультрадисперсних порошків цих металів (30-80 нм) у суміші гліцерину з поліетиленгліколем-400.(О.Є. Давидова, М.Д. Аксиленко, С.І. Котенко, В.М. Мокринський, П.Г. Дульнєв, А.П. Гаєвський).

Досліджено взаємодію електрохімічно генерованих активних форм кисню з біологічно активними сполуками з використанням полімерних моделей біомембран і встановлено закономірності цього процесу, що дає можливість розробити методи визначення ефективності антиоксидантів на біомембранах. (Г.С. Шаповал, О.А. Пуд, О.С. Кругляк, Н.В. Нестюк).

Встановлено, що полікарбонат, який містить хімічно прищеплені фрагменти 1,3-діалкілімідазолію, має високу антимікробну активність по відношенню до тест-культури E. coli. Полікарбонати з антимікробними властивостями є перспективними для застосування в медичній галузі, у виробництві пакувальних матеріалів і товарів побутового призначення. (С.П. Рогальський, О.П. Тарасюк).

Нові високоефективні хімічні процеси і матеріали

Сконструйовано і змонтовано лабораторну установку конвертування низькосортного вугілля за надкритичних умов при генерації потоків протонів і гідроксильних груп, яка дозволяє здійснювати зрідження, газифікацію та гідроліз вуглецевої сировини для виробництва синтетичних моторних палив. (В.А. Бортишевський, Р.В. Корж, В.Г. Бурдей­ний, П.Ю. Євдокимов).

На основі створеної в Інституті поліфункціональної присадки до нафтопродуктів „Фосфолідин” виготовлені дослідні партії пластичних і антифрикційних мастил. В УкрНДІ НП МАСМА проведені стендові випробовування мастил, за результатами яких сформульовані рекомендації з організації дослідного виробництва пластичних і антифрикційних мастил на одному з діючих підприємств України. (Г.С. Поп, Л.Ю. Бодачівська, Н.М. Назарчук).

Синтезовані нові гібридні нанопоруваті матеріали типу H₃PW₁₂O₄₀/SiO₂ як нові ефективні, екобезпечні й економічні каталізатори процесу кислотного гідролізу біомаси. Встановлена їх структура, вивчені фізико-хімічні та каталітичні властивості на прикладі гідролізу целюлози і глюкози в гідротермальних умовах. Показано, що каталітична активність гібридних каталізаторів H₃PW₁₂O₄₀/SiO₂ в 2,5–3,0 рази перевищує активність чистої H₃PW₁₂O₄₀ (ГПК) за однакових умов гідролізу. Нові гетерогенні каталізатори є перспективними для процесів отримання компонентів біопалива з відновлюваної сировини.

(Л.В. Головко , В.А. Поважний, Т.В. Ткаченко).

Вперше запропоновано використовувати на стадії каталітичного гідролізу активованої води. Показано, що електрохімічно активована вода ініціює, на відміну від звичайної, реакцію одержання фурфуролу, що дає підставу для мінімізації витрат каталізаторів та створення оптимальних умов одержання цільового продукту. З урахуванням одержаних результатів розроблено ТЕО процесу безкислотного одержання фурфуролу. (В.І. Каш­ковський, Д.С. Каменських).

Встановлено, що нативні судинні сегменти, передскорочені підвищенням рівня позаклітинного К⁺, додатково скорочуються при дії надмалих доз b-випромінювання ¹⁴С залежно від поглиненої дози і потужності дози радіації. Одержані дані можуть бути використані для розробки нових підходів до фармакотерапії радіозалежної патології для впровадження в закладах МОЗ України, що може мати суттєві позитивні соціальні наслідки.

(В.В. Жирнов, І.Н. Яковенко, С.В. Семенов, Ю.М. Набока).

Розширено вітчизняну олійну базу гетерогенно-каталітичного одержання біодизель­ного палива з використанням оригінального каталізатора за рахунок залучення у лабо­раторну розробку й пілотну технологію соняшникової олії. (К.І. Патриляк, Л.К. Патриляк, М.В. Охріменко, В.В. Іваненко).

Вдосконалено технологію гомогенно-каталітичної переестерифікації ріпакової олії етанолом: зменшено енергоємність процесу, а технологію адаптовано до олій різної природи зі збереженням високих енергоекологічних характеристик біодизельного палива. (К.І. Патриляк, Л.К. Патриляк, М.В. Охріменко, В.В. Іваненко).

Синтезовано екологічно безпечні хелатоутворюючі ПАР трансамідуванням і трансестерифікацією олій оксиетильованими етилендіамінами. (Г.С. Поп, Л.Ю. Бодачівська, Н.М. Назарчук, В.І. Біленька, Л.В. Железний, Т.Г. Поп, Ю.С. Бодачівський).

Розроблено технологічний процес одержання Сульфокарбатіону-К підвищеної якості, що дозволило ДП “Експериментальний завод медичних препаратів ІБОНХ НАН України” виготовити понад 50 000 туб мазі ТД. Розроблено вихідні дані для математичного моделювання та оптимізації процесу одержання мазі в промислових умовах. (Л.М. Шкарапута, Л.О. Тищенко).

Розроблено склад та препаративну методику виготовлення порошкової епокси-поліестерної фарби на основі вторинного поліетилентерефталату для захисту металевої та бетонної поверхонь. Розроблено технічні умови та технологічний регламент на виготовлення дослідних партій термореактивного праймеру та його застосування спільно з активатором поверхні для ізоляції зони зварних стиків сталевих труб. (В.П. Конюшенко, А.І. Бобровська, К.Б. Васьковська).

Розвиток хімічних знань про речовини та процеси

Запропоновано новий синтетичний підхід до одержання фторованих бензо[d][1,3]діок-солвмісних похідних N-фосфонометилгліцину, окремі представники яких виявили властивості інгібіторів протеїнтирозинфосфатази 1В (РТР1В). Шляхом структурної оптимізації на їх основі можуть бути одержані нові лікарські засоби, зокрема, для лікування цукрового діабету ІІ типу (В.Д. Романенко, О.Є.Сорочинський, М.В.Шевчук, акад. НАН України В.П.Кухар.).

Синтезовані невідомі раніше представники конденсованих трициклічних похідних піримідину – нового класу сполук, які відкривають можливості для створення шляхом введення фармакофорних груп нових біорегуляторів (В.С.Броварець, О.В.Шабликін, О.П.Козаченко).

Показано, що 4-фенілсульфонілзаміщений 3-амінопірол є зручним реагентом для синтезу піроло[3,2-d]піримідинів, як структурних аналогів пуринових основ (С.Р. Сливчук, Р.М. Соломянний).

Встановлено, що внутрішньо-молекулярною циклізацію етилових естерів заміщених N-піримидиніл-N-алкілгліцинів можуть бути синтезовані функціоналізовані деазапурини – потенційні інгібітори протеїнкіназ, тобто регулятори біохімічних процесів; вивчено хімічні властивості окремих представників деазапуринів (О.Б.Смолій, Л.В.Музичка, Є.В.Вервес, І.І.Білецький, О.В.Кучер).

Синтезовано ряд похідних 5-аміно-1Н-піразолу – очікуваних інгібіторів фурину непептидної природи, виявлена найефективніша сполука – 5-аміно-4-ацетиламіно-3-(4-метилфеніламіно)-1Н-піразол ―, яка знижує активність фурину за механізмом змішаного інгібування, намічено з шляхи хімічної модифікації структури похідних 5-аміно-1Н-піразолів для створення більш потужних інгібіторів фурину (В.К.Кібірєв, Т.В.Осадчук, С.О.Пояркова).

Нанохімія

В процесі синтезу поліаніліну у водних дисперсіях наночасток різних матеріалів встановлено, що природа їх поверхні є фактором, який впливає на морфологію утворених гібридних електропровідних нанокомпозитів. Зокрема, показано, що якщо у випадку для стабільних наночасток Fe₃O₄ утворюються типові для таких систем структури типу «ядро-оболонка», то у випадку вуглецевих нанотрубок формується головним чином їх суміш з поліаніліном типу «хазяїн-гість». Різниця пов’язана з фізико-хімічними та хімічними взаємодіями наночасток з компонентами полімеризаційного середовища. Показано, що розмір вихідних частинок полівініліденфториду сильно впливає на електропровідність виготовлених з них гарячим пресуванням плівок – зменшення розміру цих частинок з 2 мкм до 200 нм приводить до зростання електропровідності з 0,001 См/см до 0,66 См/см (майже на три порядки), відповідно (О.А.Пуд, М.О.Огурцов, Ю.В.Носков, Д.А.Сидоров, Є.П.Дуборіз ).

Вперше встановлено, що антиоксидантна ефективність наночасток заліза Fe-НЧ (7,1; 8,0; 8,8; 11,2; 23,2 нм) в умовах ланцюгової ініційованої реакції окиснення органічних субстратів має нелінійний характер з екстремумом в інтервалі 8-9 нм. (Є.В.Полункін, Т.М.Каменєва, Р.С.Жила)

Знайдено нові селективні інгібітори людської протеїнтирозинфосфатази 1В (РТР1В). Встановлено, що деякі з синтетичних нанорозмірних похідних калікс[4]аренфосфонових кислот, що інгібують РТР1В з константами в мікромолярному діапазоні значень, можуть демонструвати значну селективність у порівнянні з впливом на Т-клітинну протеїнтирозинфосфатазу та інші ферменти. Одержані результати мають наукове і практичне значення для пошуку ефективних і селективних інгібіторів РТР1В як терапевтичної мішені для лікування діабету 2 типу (С.В.Труш, В.Ю.Танчук, Л.А.Кононець,Н.В.Самусь, І.М. Міщенко,чл.-кор. НАН України А.І. Вовк) .

Запропонована та обґрунтована гіпотеза про локальне упорядкування молекул дисперсійного середовища навколо нанорозмірних кластерних молекул та вплив цього явища на каталітичні перетворення вільних радикалів при окисненні рідин молекулярним киснем. Розраховано параметри доменів (кількість молекул та розміри одиничного домену) для неполярного середовища ізооктану та полярного середовища етанолу при наявності у розчинах галогенованого фулерену С₆₀F_48. (Є.В.Полункін, Т.М.Каменєва, В.С.Пилявский, Р.С.Жила)

Хімічна екологія

Розпочато дослідження, спрямовані на поліпшення катастрофічної ситуації, що склалася на Бортницькій станції аерації (БСА). Дослідження ведуться з метою створення комплексної технології переробки осадів БСА, яка передбачає глибоке доочищення стічних вод, газифікацію утворених осадів (газ буде використовуватись для технологічних потреб станції), виділення із зольного залишку діоксиду кремнію високої чистоти.

Запропоновано і розпочато дослідження зневоднення осадів БСА з використанням технології Geotube (використання фільтруючих контейнерів з геотекстильного матеріалу), що дозволить істотно зменшити добові навантаження на мулові карти та ліквідувати в перспективі загрозу мулового селю (В.І.Кашковський, В.О.Євдокименко).

Біологічно-активні речовини і матеріали

Синтезовано і вивчено властивості похідних 6-гетероїламінопуринів як потенційних інгібіторів ксантиноксидази. Ефективність інгібування характеризується значеннями констант в наномолярному діапазоні. На основі кінетичних даних і молекулярного докінгу встановлено механізми утворення комплексів синтетичних інгібіторів з ферментом. Результати дослідження є важливими для створення нових антиоксидантів та лікарських засобів на їх основі (О.В.Музичка, О.В.Шабликін, Р.В.Бугас, Н.В. Самусь, О.В. Суховеєв, чл.-кор. НАН України А.І. Вовк).

За допомогою методів комп’ютерного моделювання створено експертну систему та побудовано ряд QSAR моделей для пошуку потенційних інгібіторів ферментів, зокрема – тромбіну, трипсину, фактору Xа та фарнезілдифосфат-синтази. Результати тестування ряду сполук з відомою біологічною активністю свідчать, що отримана прогнозуюча система є ефективним засобом для відбору потенційно активних сполук і може використовуватися для розрахункового скринінгу при створенні нових лікарських засобів з відповідним механізмом дії (В.В.Прокопенко, В.В.Ковалишин, І.В.Тетко).

Показано, що синтезовані нові N-(2-арил-4-тіокарбамоїл-1,3-оксазол-5-іл)-β-аланіни є ефективними інгібіторами протеїнкінази СК2, що створює невідомі раніше можливості для пошуку речовин, здатних гальмувати розвиток онкологічних новоутворень (О.В. Шабликін, О.П. Козаченко, В.С.Броварець)

Разом з фахівцями Національного медичного університету ім. О.О. Богомольця вперше досліджено токсикологічні властивості низки комплексних високоефективних препаратів системно-контактної дії на базі Сульфокарбатіону-К. Встановлено, що за параметрами токсичності вони відносяться до 3 класу небезпечності, і можуть використовуватись в сільському господарстві України (Л.М.Шкарапута, Л.М.Сасинович, Л.О.Тищенко, В.В.Даниленко, Л.А.Шевченко).

За результатами вегетаційних і польових дослідів визначена рецептура і регламенти застосування нових композиційних біологічно-активних речовин (БАР), використання яких при вирощуванні пшениці ярої твердої на 20-45 % підвищує засвоєння рослинами фосфору ґрунтових фосфатів, на 9-18 ц/га збільшує урожай зерна з поліпшенням його якості, підвищує на 20-40 % рентабельність виробництва зерна і на 10-19 % знижує його собівартість. Впровадження результатів дозволить на 20-30 % знизити при вирощуванні пшениці дози застосування не тільки фосфорних, але й азотних добрив, підвищити якість зерна, а відповідно і його експортну конкурентноздатність (О.Є.Давидова, М.Д.Аксиленко, Н.М.Мальцева, В.А.Вешицький).

Нові високоефективні хімічні процеси і матеріали

Синтезовано партію біодизельного палива шляхом гомогенно-каталітичної етанольної переестерифікації соняшникової олії. Синтезований продукт однозначно перевершує дизпаливо нафтового походження за всіма екологічними характеристиками, особливо за вмістом оксидів азоту, недопалених компонентів і димністю, а дизельний двигун можна експлуатувати на сумішевому паливі довільного складу без корекції налаштування паливної системи.

Рівень дослідження – світовий, оскільки вперше на основі повністю відновлюальної сировинної бази одержано біодизельні палива, основна перевага яких полягає в тому, що при їх згорянні суттєво зменшується емісія оксидів азоту у відпрацьованих газах ( Л.К.Патриляк, К.І.Патриляк, М.В.Охріменко, В.В.Іваненко).

Створено ефективні водно-паливні мікроемульсії, використання яких дозволить зекономити до 10% дизельного палива, зменшити теплонапруженість двигунів і збільшити на 10-15% термін їх експлуатації при зниженні рівня токсичності відпрацьованих газів на 30-40%, скороченні на 10% викидів парникових газів і шкідливих оксидів азоту NO_x, вуглецю СО і СО₂, сірки SO_x, а також вуглеводнів C_nH_m і твердих частинок сажі (Г.С.Поп, Л.Ю.Бодачівська).

Проведено розширені моторні випробування розробленого в ІБОНХ НАН України моторного біопалива Е85 (Інститут проблем машинобудування ім. Підгорного, м.Харьків) і встановлено, що після проведення необхідних регулювань двигун на паливі Е-85 забезпечує такі ж показники потужності, як і при роботі на традиційному бензині А-95. (Є.В.Полункін, Л.І.Старжинська, О.О.Гайдай, С.О.Зубенко, К.О.Кирпач, М.Б.Калашніков);

Методом золь-гель синтезу у поєднанні з гідротермальною обробкою одержані нові нанопористі гібридні матеріали, що містять у своїй структурі гетерополікислоту в силікатній матриці з питомою поверхнею 600-700 м²/г. Дослідження каталітичної активності одержаних гібридних матеріалів в кислотному гідролізі біомаси на прикладі целюлози та глюкози показали високу перспективність нових гетерогенних каталізаторів в процесах отримання компонентів біопалива (зокрема, гідроксиметилфурфурол та його похідні) з відновлюваної сировини (Головко Л.В., Поважний В.А.,Ткаченко Т.В.).

Розроблено метод термохімічної активації поверхні поліетилену, склад активатора поверхні, умов його застосування для підвищення сумісності полімерних матеріалів різної природи та для захисту зони зварних стиків труб. Проведено випробування ефективності активатора поверхні на зразках труб з заводським поліолефіновим покриттям. Установлено, що застосування активатора поверхні при захисті зони зварних стиків труб дозволяє виготовляти адгезійні з’єднання покриттів рівнозначні основному захисному покриттю трубопроводу (В.П. Конюшенко, А.І.Бобровська, К.Б.Васьковська).

Розроблено лабораторний мембранно-каталітичний реактор для одержання диметилового етеру (ДМЕ) як синтетичного дизельного палива конверсією синтез-газу, створено новий композитний каталізатор одержання ДМЕ в потоці протоніві запропоновано спосіб його формування у вигляді мембран; запропонований процес розширює можливості використання нетрадиційної сировини для одержання моторного пального (В.А.Бортишевський, Р.В.Корж).

Розвиток хімічних знань про речовини та процеси

Розроблено новий метод синтезу фторовмісних амінобісфосфонових кислот, які є перспективними в якості інгібіторів протеїнтирозинфосфатази. Метод базується на приєднанні функціоналізованих амінів до тетракіс(триметилсиліл) метиленбісфосфонату, отриманого, в свою чергу, реакцією транссилілування тетраетилового естеру метиленбісфосфонової кислоти. До переваг методу слід віднести простоту перетворення силілових естерів у біологічно активні функціоналізовані бісфосфонові кислоти та їх солі. (М.І. Шевчук, В.Д. Романенко, акад. НАН України В.П.Кухар.)

Запропонований зручний метод синтезу 4-фосфорильованих похідних 5-аміно-1,3-оксазолу та 5-меркапто-1,3-тіазолу, котрі іншими способами одержати неможливо. Серед синтезованих сполук віднайдені препарати, які є ефективними інгібіторами ферменту фурину (Попільниченко С.В., Кондратюк К.М.).

На основі доступних етилових ефірів 1-ациламіно-2,2-дихлороетенілфосфонових кислот розроблені препаративні синтези невідомих раніше С-гетерилзаміщених амінометилфосфонових кислот – перспективних фізіологічно-активних речовин (Головченко О.В.)

Одержані нові фотолабільні захисні групи на базі 7-нітроіндоліну, що можуть бути використані для блокування амінокислот-нейротрансмітерів в процесах дослідження нейрофізіологічних процесів мозку. ( Д.М. Федоряк, О.Д. Федоряк, О.В. Шибирин)

Нанохімія

Вперше досліджено гексанові розчини наночасток заліза (7 – 23 нм) в якості антиоксидантів в модельних умовах окиснення бензилового спирту. Показано, що ефективність обриву ланцюгів окиснення органічного субстрату залежить від розміру наночасток заліза (Є.В. Полункін, Т.М. Каменєва).

Вперше виявлено явище наведеного структуроутворення в вуглеводневих та етанольних моторних паливах під дією нанорозмірних молекул металокомплексних сполук та нанокарбонових кластерів – похідних фулерену. Досліджено особливості цього явища в залежності від полярності дисперсійного середовища. (Є.В. Полункін, В.С. Пилявський, Т.М. Каменєва);

Хімічна екологія

Розроблено оригінальну технологію анаеробного очищення промислово-побутових стічних вод для малих міст і населених пунктів. Технологію впроваджено (І етап) на каналізаційно-очисних спорудах м. Канева. Широке впровадження згаданої технології при мінімальних фінансових і ресурсних затратах може істотно поліпшити екологічну ситуацію в Україні (В.І.Кашковський, В.О.Євдокименеко)

 Спільно з фірмою „ПРОФТРАНССЕРВІС”(м.Київ) розроблена технологія утилізації коксохімічних відходів Баглійського коксохімічного заводу шляхом виробництва з них пічного палива з додаванням розчинників, отриманих піролізом гумо-технічних відходів та підібраних для цих композицій емульгаторів (Полункін Є.В., Зубенко С.О., Старжинська Л.І.);

Біологічно-активні речовини і матеріали

Розроблено нові комп’ютеризовані підходи до дизайну потенційних інгібіторів протеїнтирозинфосфатази 1В (РТР1В), які полягають в попередній кластеризації відомих даних про кристалічну структуру ферменту та врахуванні конформаційних особливостей центрів зв’язування лігандів. Вперше встановлено ефективність інгібування протеїнтирозинфосфатази 1В α-кетофосфоновими і 1-гідроксиметиленбісфосфоновими кислотами на макроциклічній платформі. Одержані результати можуть мати практичне значення для пошуку і створення нових інгібіторів протеїнтирозинфосфатази 1В з тканин людини як потенційної терапевтичної мішені (чл.-кор. НАН України А.І. Вовк, В.Ю. Танчук, Л.А.Кононець, В.В.Танін, С.В. Труш)

Розроблено нові комп’ютеризовані підходи до дизайну потенційних інгібіторів проте-їнтирозинфосфатази 1В. Вперше встановлено ефективність інгібування протеїнтирозин-фосфатази 1В з тканин людини макроциклічними похідними фосфонових кислот. Одержані результати можуть мати практичне значення для пошуку інгібіторів цього ферменту як терапевтичної мішені (чл.-кор. НАН України А.І.Вовк, В.Ю.Танчук, Л.А.Кононець).

З’ясована участь ферментів ліпідного метаболізму, зокрема фосфоліпази-Д в реалізації біологічної дії фітогормонів – цитокінінів, що має важливе не лише теоретичне значення, а буде використано при застосуванні регуляторів росту рослин в біотехнологіях та сільськогосподарському виробництві (В.С.Кравець).

Створено експертну систему на основі електронно-топологічного методу (ЕТМ-ШНМ) методу та веб-платформи OCHEM, яка буде використовуватись для кількісної та якісної оцінки сполук відносно їх здатності модулювати дію ізоферментів цитохрому Р450, який є одним з найбільш важливих елементів окислювального метаболізму людини та присутній в багатьох видах клітин інших організмів.

Нові високоефективні хімічні процеси і матеріали

Адаптовано заводську лінію ізоляції труб для нанесення оригінального антикорозійного покриття «ІБОНХ» на трубу Æ530 мм. В заводських умовах НПП «Укртрубоізол» (Дніпропетровськ) при температурі оточуючого середовища 8-9 °С і температурі тіла труби20-23 °С показана можливість одержання трьохшарового екструдованого покриття, яке за адгезійною міцністю до сталі перевищує вимоги ДСТУ 4219-2003, не вимагає спеціальної хімічної обробки поверхні труби і її розігріву до 200–220°С. (Шкарапута Л.М., Митрохіна Л.Л., Морозова І.П.)

Синтезовано водостійкі апротонні та протонні йонні рідини на основі тетрафторборатів 1,3-диалкілімідазолію та 2-(N-алкіламіно)імідазолінію, які мають температуру початку деструкції 340-380 ⁰ С. Висока термічна стійкість та відсутність леткості йонних рідин при температурах переробки полікарбонатів дають можливість застосовувати дані сполуки для модифікації цих полімерів (С.П.Рогальський, О.П.Тарасюк).

Вдосконалено технологію гомогенно-каталітичної переестерифікації ріпакової олії етанолом, а цільові продукти (біопаливо), одержані за покращеною технологією, характеризуються підвищеними енергоекологічними показниками порівняно з такими ж показниками дизельних палив нафтового походження, зокрема, значно меншим вмістом оксидів азоту у вихлопних газах (К.І.Патриляк, Л.К.Патриляк, М.В.Охріменко, В.В.Іваненко).

На основі продуктів конденсації фосфатидів, одержаних з відновлюваної рослинної сировини, оксиетильованими етилендіамінами розроблені ефективні пластичні мастила з покращеними захисними, протизношувальними і протизадирними властивостями, які рекомендовані лабораторією мастил ДП УкрНДІ НП «МАСМА» до розширених випробовувань і впровадження (Г.С.Поп, Л.Ю.Бодачівська, В.І.Біленька)

Розвиток хімічних знань про речовини та процеси

Синтезовані нові представники функціоналізованих фосфонометилгліцинів та розпочато вивчення їх біомедичних властивостей. Запропонований метод синтезу відкриває доступ до широкого кола біологічно-активних сполук, що мають значний потенціал як інгібітори природних ензимів (акад. НАН України В.П.Кухар, В.Д.Романенко, М.І. Шевчук).

На основі деоксифторування функционалізованих пірролідонів розроблено ефективний метод синтезу нових β-поліфторометилвмісних аналогів γ-аміномасляної кислоти (ГАМК) – потенційних регуляторів дії центральної нервової системи (акад. НАН України В.П.Кухар, І.І.Герус, Р.В Миронець.

Синтезовано нові 5-арилсульфонілзаміщені урацили та 2-тіоурацили з використанням доступних 2-арилсульфоніл-3-етоксиакрилонітрилів та показано, що вони є ефективними стимуляторами проліферації тимоцитів і різнонаправлено впливають на фагоцитоз. (С.Р.Сливчук, В.С.Броварець)

Встановлено, що піридинійперхлорат є новим високоефективним каталізатором приєднання фосфітів по кратних зв’язках, що відкриває легкий шлях синтезубіологічно активних фосфонатів (О.І.Колодяжний).

Нанохімія

Вперше виявлено явище наведеного структуроутворення в вуглеводневих та етанольних моторних паливах під дією нанорозмірних молекул металокомплексних сполук та нанокарбонових кластерів – похідних фулерену. Показано, що формування мікрогетерогенних зон у розчинах палив обумовлює симбатність немонотонної зміни їх хіммотологічних (антиокислювальних та протизношувальних) властивостей від концентрації присадок. Обґрунтовано перспективність використання нанокластерних похідних фулерену як екологічно чистих присадок до моторних палив (Є.В.Полункін, В.С.Пилявський, Т.М.Каменєва).

Спільно з Національним Авіаційним Університетом (м.Києв) досліджено вплив фулеренів С_60, С₇₀ та їх похідних на властивості реактивного палива ТС-1 в якості комплексних присадок та наноуглецевих компонентів палива (Є.В.Полункін, В.В.Єфименко, С.О.Зубенко, Т.Т.Мороз ).

Хімічна екологія

Запропоновано спосіб переробки твердих нафтошламів, що до цього часу не знаходять кваліфікованого застосування і є забруднювачем довікілля. Внаслідок піролізу нафтошламів можна одержати напівкокс і рідкі нафтопродукти (В.І.Кашковський).

Розроблено спосіб одержання діоксиду кремнію високої чистоти (99,995 %) із відходів теплоелектростанцій, тваринницьких комлексів, мулу станцій аерації (В.І.Кашковський)

Біологічно-активні речовини і матеріали

Серед синтезованих нових похідних 4-аміно-6-меркапто- та 4,6-димеркапто-
піримідину знайдені сильні антисептики, які діють на грам-позитивні бактерії та деякі гриби ефективніше, ніж відомі стандарти – декаметоксин і цефуроксим (Л.П.Приказчикова, Б.М.Хутова, С.В.Ключко)

Запропоновано перспективний підхід до дизайну нових фосфонатних інгібіторів протеїнтирозинфосфатаз. Встановлено високу ефективність і можливість селективного інгібування цих ферментів фосфонатами на макроциклічній молекулярній платформі. Одержані результати можуть мати практичне значення для пошуку інгібіторів протеїнтирозинфосфатаз і розробки лікарських засобів від діабету 2-го типу та інших хвороб

(чл.-кор. НАН України А.І. Вовк, Л.А.Кононець, В.Ю. Танчук, акад. НАН України В.П.Кухар).

Нові високоефективні хімічні процеси і матеріали

У розвиток раніше сформульованих підходів до механізмів перебігу карбоній-іонних реакцій на кислотних формах цеолітів поглиблено уявлення про механізм практично важливої реакції диспропорціонування толуолу до бензолу та пара-ксилолу на цеоліті НЦВМ з вирізненням стадії утворення активного комплексу як ключового проміжного продукту, який після розпаду за Гаагом і Дессау веде до цільового пара-ксилолу, що означає теоретичну можливість досягнення 100 %-ної селективності диспропорціонування за цим ізомером. Реально вдалось наблизитись до пара-селективності на рівні 95 %, що є найвищим з відомих на сьогодні показників (К.І. Патриляк, Л.К.Патриляк, Ю.Г.Волошина).

Розроблено принципову технологічну схему одержання вітчизняного фунгіцидного препарату Сульфокарбатіону-К (СКК) на базі виробництва хімічних волокон. Розраховано матеріальні баланси, розроблено технічні вимоги та опитні листи для замовлення технологічних апаратів. Понадпланово підготовлено досьє і перереєстровано СКК на новий строк (цукрові буряки, пшениця, гречка, ріпак, просо, ячмінь, кукурудза, сходи картоплі) (Л.М.Шкарапута, В.В.Даниленко, Л.О.Тищенко, Л.А.Шевченко).

Спільно з фірмою „Інфокс” розроблено технологію одержання біобензинів з високим вмістом біоетанолу, розроблені рецептури біобензинів типу Е10, Е80-105 на основі віднов-люваної біологічної сировини з додаванням фурфурилового спирту та зареєстровані технічні умови ТУ У 24.6-14289688-001:2009 на “Паливо моторне біоетанольне “Е-80-105”, вироб-ництво якого впроваджено на Гайсинському спиртзаводі Вінницької області (Є.В.Полункін, О.О.Гайдай).

Встановлено вплив природи напівпровідникових або магнітних наночасток (CdS, CdSe, Fe₃O₄ тощо), або часток полівінілхлориду на закономірності формування на їх поверхні шару напівпровідникового полімеру (політриметилтіофену або поліаніліну). Досліджено кінетичні аспекти полімеризації відповідних мономерів (триметилтіофену, аніліну) в присутності таких часток. На базі отриманих результатів розроблено нові методичні підходи до формування гібридних наноструктур типу ядро- напівпровідникова полімерна оболонка та отримано нові функціональні матеріали. Зокрема, на прикладі синтезованого об’ємного нанокомпозиту CdSe/політриметилтіофен показано можливість використання таких гетероструктур як активних шарів у фотовольтаїчих системах.

Вперше встановлено, що оболонка допованого органічною кислотою поліаніліну на поверхні наночасток Fe₃O₄ не тільки підвищує їх електропровідність, але й компатибілізує їх з іншими полімерами. Зокрема, показано, що введення гібридного нанокомпозиту Fe₃O₄/поліанілін в полівініліденфторидну матрицю дозволяє отримати новий плівковий тернарний композит з магнітними властивостями та здатністю поглинати електромагнітну енергію в діапазоні частот 22-40 ГГц. (О.А.Пуд, М.О.Огурцов, Ю.В.Носков, Д.А.Сидоров, Є.П.Дуборіз).

На основі синтезованих високотемпературних полімерів – продуктів дегідрополіконденсаціїацетилену (ПА), гомополіконденсації карбаміду (ПЦА), дегідрохлорування полівінілхлориду (ПВХ) – розроблено протонопровідні мембрани для протонних і гідроксильних генераторів (“proton-pump”, “oxygen-pump”), які в подальшому використані в процесах одержання синтетичних моторних палив. Зокрема, при здійсненні дослідно-промислового пробігу процесу одержання диметилового етеру у 10-літровому реакторі показано, що використання протонних генераторів різної потужності дозволяє на 15 – 25 % підвищити продуктивність промислового мідь-цинкового каталізатора. Гідроксильні генератори випробувані в лабораторних умовах в процесах конвертування вуглецю різного походження (вугілля, рослинна біомаса, у тому числі двооксид вуглецю) на гетерогенних нікелевих каталізаторах за гідротермальних умов (200 – 340° С) при суб- і надкритичному тиску води. Продемонстровано можливість перетворення вуглецю у суміш газів (СО, СО₂, Н₂) з подальшою конвертацією останньої на іншому каталізаторі у синтетичне дизельне паливо, минаючи стадію одержання диметилового етеру (В.А.Бортишевський, С.Л.Мельникова, В.О.Євдокименко).

Синтезовано ряд водостійких йонних рідин на основі солей 1,3-диалкілімідазолію, N-алкілімідазолінію та тетраалкіламонію, що містять як органічні, так і неорганічні аніони. Встановлено, що такі сполуки здійснюють пластифікаційний ефект на поліамід 12, знижуючи його температуру склування на 30-40 ⁰ С при вмісті 15-20 %. Таким чином, одержані йонні рідини можуть розглядатись як новий клас пластифікаторів для поліамідів.

Встановлено, що введення йонних рідин в поліамід 12 надає полімерові антистатичних властивостей, знижуючи його поверхневий електричний опір на 4 порядки, а також покращує його трибологічні властивості, знижуючи коефіцієнт тертя на 20-30 % (С.П.Рогальський).

На завершальному третьому етапі виконання проекту, з використанням Розроблена низка емуль­сійних систем, консерваційних олив і пластичних мастил на основі ПАР, синтезованих трансамідуванням олій і фосфатидів етаноламінами (Фосфатидін, Са-Фосфатидін) чи оксиетильованими етилендіамінами (Олеодін, Фосфолідін) з наступним осірковуванням (Олеодін-S, Фосфолідін-S₁₀,Фосфолідін-S₂₅), досліджені їх колоїдно-хімічні та технологічні властивості, а також проведені випробовування найбільш ефектив­них з них, як інгібіторів корозії металів, емульгаторів-стабілізаторів інвертних ему­льсій, гідрофобізаторів дисперсних систем, адгезивів у різнополярних композиціях.

Вперше встановлено, що у порівнянні з відомими нафтохімічними реагентами, наприклад емульталом чи нафтенолом, дисперсні системи з біоПАР відзначаються високою агрегативно-седиментаційною та термічною стабільністю, що дозволяє рекомендувати їх для проведення тривалих технологічних процесів в ускладнених термобаричних умовах розробки і експлуатації нафтогазоконденсатних покладів чи як гідрофобізатори й адгезійні додатки до камінно-бітумних та водоізоляційних полімерно-цементних композицій (Г.С.Поп, Л.Ю.Бодачівська, В.І.Біленька).

Розвиток хімічних знань про речовини та процеси

Розроблено простий та ефективний метод синтезу оптично активних невідомих раніше фторованих аналогів мевалонової кислоти, перспективних інгібіторів синтезу холестеролу (акад. В.П.Кухар, І.І. Герус, І.С. Кондратов).

Синтезовано ряд нових 4-арилалкіламінозаміщених похідних піразоло[3,4-d]-піримідину і досліджено їх вплив на активність ксантиноксидази та фосфодіестерази-1. Встановлено, що введення одного або двох атомів хлору в фенільне кільце приводить до збільшення інгібуючої здатності одержаних сполук на два порядки. (Л.П.Приказчикова, О.В.Музичка , А.І.Вовк, С.В.Ключко, Б.М.Хутова)

 Досліджено антиоксидантну активність стабільних нітроксильних монорадикалів і бірадикалів на платформі адамантантану в модельних реакціях перекисного окиснення ліпідів. Встановлено стехіометричні і кінетичні закономірності антиоксидантного впливу нітроксильних тетрарадикалів, ковалентно закріплених на платформі резорцинарену. Результати дослідження є важливими для створення нових ефективних антиоксидантів і антирадикальних агентів та лікарських засобів на їх основі (А.І. Вовк, Р.В. Бугас, О.В. Музичка, Л.В. Бабій, О.М. Хільчевський).

Синтезовано новий розчинний кополімер аніліну та 3-метилтіофену зі структурою, близькою до регулярної послідовності чергування мономерних ланок. Показано, що в об’ємних гібридних композитах цього кополімеру з наночастинками CdS та CdSe генерується фоторушійна сила. Такі нанокомпозити можуть бути використані в сонячних елементах (О.А.Пуд, Г.С.Шаповал, Ю.В.Носков).

Нанохімія

Вперше досліджено атиокислювальні та протизадирні властивості нанокластерних похідних фулерену в спиртових середовищах та встановлено кореляцію між ними. Показано, що введення таких присадок в альтернативне етанольне моторне паливо (бензин Е85) у мікрокількостях (10^-2 мас.%) підвищує протизадирні властивості палива в 2 рази (Є.В.Полункін, В.С.Пилявський, Т.М.Каменєва)

Хімічна екологія

 Розроблено комплексну технологію глибокого очищення фільтрату звалищ твердих побутових відходів. Технологія дозволяє не тільки очищати воду до чинних санітарних норм для стоків в оточуюче середовище, але й забезпечує утилізацію концентрованих залишків (осадів), одержаних на різних стадіях процесу очищення, що надзвичайно актуально для вирішення екологічних проблем великих міст (В.І.Кашковський).

Розроблено оригінальний спосіб виділення урану і трансуранових елементів (ТУЕ) з рідких радіоактивних відходів реагентною ультрафільтрацією з використанням фосфоровмісних олігомерів; спосіб може бути застосований на об’єкті «Укриття», а також для очищення промислових і стічних вод з низьким вмістом урану (до 100 мг/дм³) і активністю ТУЕ близько 1·10⁴ Бк/дм³ (Л.І.Руденоко, В.Є.Хан, О.В.Джужа).

Біологічно-активні речовини і матеріали

Створено та запатентовано в Україні рецептуру та технології виробництва і застосування нового системно–контактного протруйника насіння основних зернових сільськогосподарських культур Сульфокарбатіону-ПК. Перевірка в польових дослідах при вирощуванні пшениці та кукурудзи показала, що новий протруйник за біологічною і господарською ефективністю переважає кращі відомі протруйники насіння і дозволяє при менших в 5–6 разів нормах витрати одержувати на 9–12 % вищі врожаї зернових (Л.М.Шкарапута, В.В.Даниленко, Л.М.Сасинович).

 Узагальнено результати багаторічних досліджень дії регуляторів росту рослин (РРР) на генетичні процеси в клітинах зародків насіння, сформульовано концепцію дії екзогенних регуляторів росту рослин на генетичному рівні. Показано, що стимулююча дія РРР пов’язана не з додатковим збільшенням кількості копій генів, а з їх активізацією шляхом посилення функцій промоторних та енхансерних регуляторних послідовностей генів (С.П.Пономаренко, Г.С.Боровикова, А.П.Галкін, В.А.Циганкова).

Встановлено роль ферментів ліпідного метаболізму, зокрема фосфоліпази С в реалізації дії фітогормонів (на прикладі абсцизової кислоти) клітин в процесі формування адаптивних реакцій метаболізму рослин до дії стресів (В.С.Кравець, С.В.Кретинін, О.М.Яковенко).

Нові високоефективні хімічні процеси і матеріали

Досліджено вплив протонного потоку на перетворення біомаси в експериментальних умовах Показано, що потік протонів активізує гідруючі властивості каталізатора, що дозволяє залучити в процес конверсії біомаси діоксид вуглецю, який утворюється при її газифікації. Діоксид вуглецю у присутності водню селективно конвертується до метану і диметилового етеру у мольному співвідношенні 10:1. Показано. що вплив потоку протонів інтенсивністю 10^-6 – 10^-5 А/см²_{каталізатора} на перебіг конверсії біомаси є рівноцінним підвищенню активності каталізатора при зростанні температури на 110 ⁰С (В.А.Бортишевський, С.Л.Мельникова, В.О.Євдокименко)

В рамках Цільової комплексної програми наукових досліджень НАН України “Біомаса як паливна сировина” запропоновано технологію і напрацьовано представницьку партію (250 л) етилових естерів жирних кислот (біодизельного палива) переестерифікацією ріпакової олії етанолом. За своїми в’язкісними характеристиками одержане біодизельне паливо відповідає існуючим стандартам на паливо відомої технології метанольної переестерифікації (Л.К.Патриляк, К.І.Патриляк, М.В.Охріменко).

Розвиток хімічних знань про речовини та процеси

Розроблені загальні методи асиметричного синтезу широкого ряду нових фосфор- і фторвмісних аналогів природних сполук (аміно- та оксикислот) – потенційних біорегуляторів для застосування в біології та медицині (акад. НАН України В.П. Кухар, О.Є. Сорочинський, І.І. Герус).

Знайдена нова гетероциклізація продуктів приєднання ацетамідину до N-2,2-дихлороетеніламідів ароматичних кислот, що відкриває широкі можливості для синтезу нових біологічно активних речовин (Б.А.Демидчук, В.С.Броварець, Б.С.Драч).

Створено новий хіральний реагент на основі боргідриду натрію та (S,S)- і (R,R)-енантиомерів винної кислоти для асиметричного відновлення карбонільних сполук (О.І.Колодяжний, В.В.Нестеров).

Нанохімія

Вперше розроблені нанокомпозити на основі наноалмазів детонаційного синтезу та фторованого поліаміду з підвищеною деформаціцйною міцністю, що відкриває нові перспективи в створенні твердих мастильних матеріалів (Є.В. Шелудько, О.М. Ципіна, чл.-кор. НАН України Г.О.Ковтун).

Вперше досліджено умови реалізації ефекту нелінійності у фрикційній системі з імплантованими нанорозмірними кластерами поліоксомолібдатів, що дозволяє використовувати даний ефект для керування стійкістю руху в фрикційних системах типу циліндро-поршнева група автомобіля (В.С. Пилявський, чл.-кор. НАН України Г.О.Ковтун);

Хімічна екологія

Обґрунтована та розроблена схема підживлення сільськогосподарських культур, яка за допомогою агрохімічних та агротехнічних засобів суттєво обмежує надходження ¹³⁷Cs та ⁹⁰Sr у рослини. Показано, що варіюванням доз, співвідношень основних макроелементів та модернізацією стандартних прийомів внесення добрив можна обмежити рухомість згаданих радіонуклідів у системі ґрунт – рослина – вода в 2-10 разів (О.М.Ляшенко, Ю.С.Христенко, О.П.Піскун).

На замовлення Головного управління комунального господарства Київської міської держадміністрації створена лабораторна установка і відпрацьовані технологічні параметри процесу формування композиційного матеріалу на основі відходів ПЕТФ (поліетилентерефталату), який дасть можливість утилізувати поліетилентерефталатну тару (В.І.Кашковський).

Біологічно-активні речовини і матеріали

Відкрито потужний антиоксидантний ефект стабільних нітроксильних радикалів, ковалентно закріплених на платформі макроциклу. Встановлено, що залишки 2,2,6,6-тетраметилпіперидин-1-оксилу в структурі тетрарадикалу на платформі тетрабензоксазинових похідних резорцинаренів виявляють синергічний інгібуючий вплив на перебіг пероксидного окиснення лінолевої кислоти. Проаналізовано рекційну здатність спін-мічених похідних резорцинаренів по відношенню до алкілпероксильних радикалів, дифенілпікрилгідразилу і супероксидного радикалу в модельних системах. Результати дослідження є важливими для створення нових ефективних антиоксидантів та лікарських засобів на їх основі (А.І. Вовк, Р.В. Бугас, О.В. Музичка, А.К. Мельник).

Розроблена експертна система, яка дозволяє методами комп’ютерної хімії завбачувати біологічну активність нових хімічних сполук без використання навчальної вибірки. Такий підхід є цінним для пошуку найбільш єфективних біорегуляторів, які мають нову, досі невідому біологічну дію, або новий механізм такої дії (В.В.Ковалішин, В.В.Холодович, С.Є.Могилевич).

Серед синтезованих нових похідних 1,3,4-тіадіазолів знайдено ефективні імуномодулятори, які в невеликих дозах підвищують фагоцитарну активність лейкоцитів щурів майже в 2 рази (О.В.Головченко, С.Г.Пільо, В.С.Броварець, Б.С.Драч, Л.О.Метелиця, Л.Л.Чарочкіна, С.Є.Могилевич).

Створений в Інституті регулятор росту рослин Біолан під торговою маркою Агропон-С зареєстровано в Російській Федерації для використання при вирощуванні 30 культур (регистрационное удостоверение № 0504-07-111-156 (160)-0-0-0-0 Федеральной службы по ветеринарному и фитосанитарному надзору) (С.П.Пономаренко)

Нові високоефективні хімічні процеси і матеріали

Вперше розроблено композиції сухого тертя на основі фторованих термостійких поліамідів та епоксидних олігомерів (стабілізованих хелатами міді з основами Шиффа), які після опромінювання легкими іонами з енергією 100 кеВ знижують коефіціент тертя у 2–3 рази. Після припинення опромінення низький коефіціент тертя не змінюється. Це дає можливість застосувати такі композиції у вузлах тертя технічних роботів для роботи у радіоактивній зоні (Є.В. Шелудько, О.М. Ципіна, чл.-кор. НАН України Г.О. Ковтун);

Створено модель сенсора на основі нового прозорого плівкового композиційного матеріалу з розгалуженою поверхнею, що містить сенсорні поліанілінові структури. В залежності від допування, матеріал може бути використано для реєстрації кислих або основних сполук (О.А.Пуд, Г.С.Шаповал, М.О.Огурцов).

Розвиток хімічних знань про речовини та процеси

Розроблено методи асиметричного синтезу та вивчено властивості похідних a,a-дифтор-b-амінофосфонатів і фосфонових кислот, ізоелектронних та ізостеричних аналогів природних біологічно активних фосфатів. Показано, що аміди a,a-дифтор-b-амінофосфонових кислот стабільні у водних розчинах при фізіологічних значеннях рН і є потенційними інгібіторами металоферментів. (акад. НАН України В.П. Кухар, О.Є. Сорочинський).

Вперше виявлено антиокиснювальні властивості фуллеренів С₇₀ та С₈₂ при стабілізаціїї простих ліпідів та біодизельного палива на основі олії ріпаку. Експерементально доведено механізм цього явища, що відкриває нові можливості для пошуку стабілізаторів окиснення біоорганічних сполук серед нанокарбонових кластерів (чл.-кор. НАН України Г.О.Ковтун, Т.М. Каменєва, Р.С. Жила);

Синтезовано новий хіральний реагент для асиметричного відновлення карбонільних сполук, використаний для синтезу фосфорних аналогів природних фізіологічно- активних речовин (О.І.Колодяжний).

Нанохімія

Вперше експериментально виялено невідоме явище – гомогенний каталіз диспропорціювання алкільних радикалів ліганд-стабілізованими нанозолями золота Au₉–Au₅₅, що представляє інтерес для створення нових інгібіторів окиснення та полімеризації органічних мономерів (член-кореспондент НАН України Г.О.Ковтун, В.О. Плужніков).

Вперше виялено нанорозмірний ефект обриву ланцюгів окиснення бензилового спирту в присутності нанозолів паладію Pd_nL_mO_x, що стабілізовані фенантроліном (Phen) і киснем (член-кореспондент НАН України Г.О. Ковтун, В.О. Плужніков, Г.Ф. Пустарнакова).

Хімічна екологія

Розроблено нове покоління плівкових полімерних сенсорів, чутливих до аміаку, фосфіну, хлористого водню, фтористого водню та ін. Проведено оптимізацію конструкції оптичного пристрою для реєстрації сенсорного відгуку розроблених композиційних матеріалів по зміні їх оптичної густини і виготовлено демонстраційний зразок такого пристрою та зразки оптимізованих сенсорних матеріалів. Розроблено рекомендації по виготовленню плівкових сенсорів нового покоління на основі промислових матеріалів. (Г.С.Шаповал, О.А.Пуд)

Запропоновано спосіб очищення рідких радіоактивних відходів (РРВ) з об’єкту „Укриття” від органічних речовин і трансуранових елементів, який включає стадію окиснення і процес ультрафільтрації на полімерних або неорганічних мембранах, що дозволяє на 1-2 порядки знизити активність трансуранових елементів, урану та стронцію (Л.І.Руденко, В.Є.Хан)

Біологічно-активні речовини і матеріали

Серед нових похідних азолів віднайдені ефективні імуномодулятори, які в невеликих дозах підвищують фагоцитарну активність лейкоцитів майже в 2 рази, а також суттєво підвищують проліферативну активність імунокомпетентних клітин лімфоїдних органів (Броварець В.С., Головченко О.В., Пільо С.Г., Драч Б.С.)

Вперше продемонстровано, що тіоуреїдопохідні метиленбісфосфонової кислоти є потенційними інгібіторами лужних фосфатаз. Встановлено кінетичні закономірності інгібуючого впливу тіоуреїдометиленбісфосфонатів на активність лужних фосфатаз з кишок бика і проаналізовано кореляції поміж активністю інгібіторів та їх структурою, що є важливими для створення нових біоактивних сполук та лікарських засобів на їх основі. (А.І.Вовк, В.Ю.Танчук, І.В.Муравйова, Л.А.Кононець, акад. НАН України В.П.Кухар).

Виявлено вплив синтезованих нових похідних 5,7-дигідрокси-4-метилкумаринів на активність ксантиноксидази в модельних системах, а також вивчено зв’язок поміж структурою та реакційною здатністю похідних кумарину при взаємодії з аніон-радикалом кисню (М.М. Гаразд, О.М.Музичка, А.І.Вовк, І.В. Нагорічна, О.С. Огороднійчук).

Впершее встановлено, що клітини меристеми рослин здатні сприймати інформацію щодо діі фізіологічно активних сполук, зокрема абсцизової кислоти (АБК) за участю фосфоліпази Д. Отримані результати мають значення не лише для формування уявлення щодо ролі фізіологічно активних сполук в регуляції росту клітин, а й також для розробки технологій контролю за розвитком сільськогосподарських рослин в зонах ризикованого землеробства (В.С.Кравець)

Нові високоефективні хімічні процеси і матеріали

Розроблено нові підходи до підвищення селективності кислотних цеолітів шляхом модифікування їх зовнішньої поверхні у напрямку послаблення її кислотності, завдяки чому суттєво зменшується інтенсивність перебігу зовнішньо-поверхневих побічних реакцій під час карбоній-іонних перетворень вуглеводнів. В результаті модифікування різко скорочується, наприклад, питома вага небажаної олігомеризації олефінів на зовнішній поверхні цеолітних каталізаторів, чим сповільнюється процес коксоутворення й дезактивації цеолітів (К.І. Патриляк, Л.К.Патриляк, Ю.Г.Волошина).

Шляхом зміни співвідношення кремнію та алюмінію на зовнішній поверхні цеолітів типу фожазиту синтезовано високоселективний за ізооктанами каталізатор алкілування ізобутану ізобутеном, тривалість роботи і продуктивність якого приблизно у 10 разів перевищують ці показники для відомих каталізаторів (Л.К. Патриляк, Ю.Г. Волошина, В.О. Іонін).

Вперше синтезовані високоефективні емульгатори-стабілізатори інвертних емульсій, на основі яких створена низка екобезпечних, термо-, агрегативно- і седиментаційно стійких поверхнево-активних систем. Розроблені фізико-хімічні важелі керування їх властивостями, які покладено в основу комплексних технологій очистки привибійної зони і навколосверд­ловинної поверхні від природних і техногенних забруднень (Г.С.Поп, Л.Ю.Бодачівська).

Вперше створено низькотемпературну паливну комірку (20-40^оС), що працює на глюкозі та продуктах батеріального бродіння крохмалю, меласи або біомаси в водних розчинах. Це відкриває нові можливості в галузі водневої енергетики (Є.В.Полункін, чл.-кор. НАН України Г.О.Ковтун);

Синтезовано ряд нових пластифікаторів для поліамідів, які ефективно знижують температуру склування та модуль пружності поліамідів, надаючи останнім еластичних властивостей. Показано, що одержані пластифікатори мають значно вищу стійкість до міграції з поліамідних плівок при підвищеній температурі, ніж традиційні промислові пластифікатори (П.В.Замотаєв, С.П.Рогальський, О.В.Шибирин).

Розвиток хімічних знань про речовини та процеси

Вперше отримані кінетичні та термодинамічні параметри реакції нуклеофільного заміщення алкокси-груп на вторинну аміно-групу у цис– та транс-ізомерах β-заміщених β-етоксивінілтрифторометилкетонах (акад. НАН України В.П. Кухар, С.І. Вдовенко, І.І. Герус).

Вперше продемонстровано (спільно з Інститутом органічної хімії НАН України), що α-амінофосфонові кислоти, ковалентно закріплені на платформі калікс[4]арену, є потенційними енантіоселективними інгібіторами лужних фосфатаз з тканин ссавців. Одержані результати є важливими для пошуку і створення нових інгібіторів фосфатаз та лікарських засобів на їх основі. (А.І.Вовк, І.В.Муравйова, акад. НАН України В.П.Кухар).

Виявлено неочікуваний розподіл продуктів алкілування ізобутану ізобутеном на цеолітному каталізаторі в залежності від ступеня його дезактивації – перехід від практично чистих триметилпентанів до практично чистих диметилгексанів. Запропоновано механізм перебігу процесу, що враховує роль алкілуючого та алкілованого компонентів у перетворенні і дозволяє маніпулювати їх співвідношенням для підвищення показників роботи каталізатора (Л.К. Патриляк, К.І. Патриляк, В.О. Іонін).

Нанохімія

Вперше експериментально виялено та досліджено явище гомогенного каталізу диспропорціювання перксильних радикалів поліядерним кластером Fe₂Mn(OCF)₃(H₂O)₃, що представляє інтерес при створенні нових стабілізаторів окиснення органічних матеріалів (чл.-кор. НАН України Г.О.Ковтун, Т.М. Каменєва, А.А. Голіченко, А.В. Штеменко);

 Вперше одержано активний каталізатор на основі стабілізованих і нанесених на графіт нанозолей золота (15-22нм), який призначено для електродів паливного елементу, що працює на сірководні водних розчинів (чл.-кор. НАН України Г.О.Ковтун, Є.В.Полункін);

Розроблено спосіб формування наноструктур поліаніліну в суцільній полімерній матриці, отримано зразки нових полімерних нанокомпозитів (О.А.Пуд, Г.СМ.Шаповал).

Хімічна екологія

Розроблено метод ультрафільтраційної очистки ґрунтових вод проммайданчика об’єкту „Укриття” від ізотопів цезію, стронцію та урану з використанням динамічних мембран із гидроксосполук заліза та полівінілового спирту (Л.І.Руденко)

Біологічно-активні речовини і матеріали

Розроблений підхід до завбачення широкого спектру потенційної біологічної активності нових хімічних сполук шляхом визначення їхнього біорегуляторного стереотипу із застосуванням методів ленгмюрівських моношарових плівок та штучних нейронних мереж (С.Є.Могилевич, О.М.Ляхов, В.В.Прокопенко, В.В.Ковалішин).

Синтезовані хіральні синтетичні блоки для одержання інгібіторів ВІЛ-протеази на основі С2-симетричних біс(аміноалкіл)фосфінових кислот (О.І.Колодяжний)

Нові високоефективні хімічні процеси і матеріали

Виявлено нову реакцію одержання із синтез-газу етилового спирту та диметилового етеру, яку каталізує гетерометалічний кластер [FeCo₃(CO)₁₁(m₃–P(C₆H₅)₃ ] (чл.-кор. НАН України Г.О.Ковтун, В.О. Плужніков);

Розроблено оптимальну структуру нафтопереробних підприємств України з глибиною переробки нафти 80-85% та виробництвом високоякісних нафтопродуктів, ресурсозберігаючі та беззалишкові технологічні схеми переробки нафти, які враховано при розробці проекту Єнергетичної стратегії Україні на період до 2030р. (А.В.Степанов, Г.Г. Матусевич, чл.-кор. НАН України Г.О.Ковтун);

Вперше створено паливний елемент, працюючий на сірководні в водних розчинах, що відкриває нові можливості в галузі водневої енергетики (Є.В.Полункін, Л.І.Кривошеєва, чл.-кор. НАН України Г.О.Ковтун);

Розвиток хімічних знань про речовини та процеси

Встановлено, що реакції β-етоксивінілтрифторометилкетону із 1,2- та 1,3-діолами різної структури проходять за схемою “приєднання – відщеплення” і ведуть до утворення як в рацемічній, так і в хіральній формі кетоацеталів β-алкоксивінілтрифторо-метилкетонів – нових перспективних синтонів для одержання біорегуляторів з трифторометильною групою (І.І. Герус, акад. НАН України В.П. Кухар).

Встановлено, що амідофенацилюючі реагенти типу ArCOCHClNHCOR направлено конденсуються з 2-амінопіримідином та їх аналогами, що приводить до ряду 2-арил-3-ациламіноімідазо[1,2-а]піримідинів чи їх піримідинових аналогів – потенційних біорегуляторів (В.С.Броварець, О.Г.Белюга).

Синтезовано невідомі раніше 3(5)-аміно-4-ациламінопіразоли цикліза-цією доступних 2-ациламіно-3-хлоракрилонітрилів при дії гідразингідрату (В.С.Броварець, С.Г.Пільо, О.В.Головченко).

Нанохімія

Вперше реакцією нанозолю кобальту (8-14 нм) з піваліновою кислотою одержано біядерний кластер кобальту [Co₂(m–OH₂)(O₂CCMe₃)₄(HO₂CCMe₃)₄], що відкриває принципово нові можливості у синтезі кластерів (у тому числі і нанокластерів) металів, стабілізованих карбоновими кислотами (чл.-кор.НАН України Г.О.Ковтун, В.О. Плужніков);

Вперше виявлено та доведено явище гетерогенного каталізу диспропорціювання алкільних і пероксильних радикалів нанозолями металів М_n = Co, Ni, Pd, Mo (8–30 нм) (чл.-кор. НАН України Г.О.Ковтун, В.О. Плужніков);

Хімічна екологія

Розроблено ефективний спосіб знешкодження висококонцентрованих залишків, які утворюються після очищення промислових стоків різної природи, шляхом закріплення їх зольним залишком і одержанням твердого водонерозчинного матеріалу (В.І.Кашковський).

Створено нові експериментальні зразки коагулянтів-флокулянтів для водопідготовки на Дніпровській та Деснянській водопровідних станціях, що відзначаються підвищеною стабільністю у часі без втрати активності (В.І.Кашковський).

Розроблено комплексний метод очистки рідких радіоактивних відходів і ґрунтових вод проммайданчика Чорнобильської АЕС від трансуранових елементів, урану, стронцію і цезію за рахунок використання полімерних мембран у процесах ультрафільтрації та зворотного осмосу (Л.І.Руденко).

Показано, що внесення селекціонованих мікроорганізмів до забрудне-них грунтів здатне підвищити винесення полютантів з грунту в 2 – 3 рази. Такий підхід може бути покладений в основу створення принципово нової фітомікробної біотехнології ремедіації забруднених екосистем (М.І.Павленко, Ю.О.Кутлахмедов).

Біологічно-активні речовини і матеріали

Розроблено технологію і освоєно на Експериментальному заводі медпрепаратів ІБОНХ НАН України виробництво теобону-дитіомікоциду – оригінального вітчизняного засобу для лікування грибкових та бактеріальних уражень шкіри; технологічний регламент узгоджено з МОЗ України, виготовлено 50 кг субстанції препарату (Л.М.Шкарапута).

Знайдено ефективний спосіб синтезу невідомих раніше блоків для біорегуляторів – оптично чистих енантіомерів a,a-дифтор-b-амінофосфонатів та a,a-дифтор-b-амінофосфонових кислот – шляхом приєднання літійдифторметилфосфонату до хіральних сульфінімінів (А.Є. Сорочинський, акад. НАН України В.П. Кухар).

Вперше запропоновано (разом з Інститутом органічної хімії НАН України) новий перспективний підхід до дизайну інгібіторів лужної фосфатази, заснований на використанні гідрофобного макроциклу – калікс[4]арену – як „платформи” для діючого бісфосфонатного або амінофосфонатного фрагменту, і показано, що калікс[4]аренбісметилен-бісфосфонова кислота є одним з найсильніших інгібіторів лужної фосфатази з кишок теляти (А.І.Вовк, акад. НАН України В.П.Кухар, О.М.Музичка, І.В.Муравйова).

Вперше встановлено, що біорегуляторний стереотип, визначений за спрямованістю дії фізіологічно активних речовин на специфічні білкові мішені – елементи сигнальних каскадів, зберігається не лише при взаємодії з фосфоліпідними моношарами, але й при взаємодії з моношарами з сироваткового альбуміну, сформованими на поверхні води (С.Є.Могилевич, О.М.Ляхов, В.В.Прокопенко).

На основі бромогідроксикумарину розроблено нову фотолабільну захисну групу (6-бромо-4-(1,2-дигідроксиетил)-7-гідроксикумарин, Bhc-діол) для альдегідів і кетонів, висока ефективність якої у фізіологічних умовах продемонстрована на прикладі бензальдегіду, ацетофенону та циклогексанону (О.Д.Федоряк).

Отримано експериментальні дані про участь фосфоліпаз С і Д в механізмах сприйняття та трансдукції сигналів, індукованих дією цитокінінів на клітини рослин, з використанням тесту на синтез амарантину в проростках Amaranthus caudatus L. (В.С.Кравець).

Розроблено новий препаративний метод синтезу ациклічних аналогів нуклеозидів на основі фосфонієвих ілідів піримідинового ряду (Л.В.Музичка, О.Б.Смолій)

Спільно з МНТЦ „Агробіотех” на виробничих площах Інституту створено дослідну ділянку виробництва регуляторів росту рослин і отримано ліцензію на

випуск їх субстанцій та препаративних форм. Мінпромполітики України затверджено ініційовану Інститутом програму розвитку вітчизняного виробниц-тва засобів захисту і регуляторів росту рослин на 2004-2009 роки (С.П.Пономаренко).

Розроблено методичні вказівки для визначення залишків Сульфокарба-тіону-К і досліджено санітарно-гігієнічні умови праці та ступінь забруднення навколишнього середовища при використанні препарату для вирощування проса, ячменю, ріпаку. Перереєстровано Сульфокарбатіон-К як протравник насіння пшениці, кукурудзи, гречки (Л.М.Шкарапута).

Нові високоефективні хімічні процеси і матеріали

Синтезовано перспективні зразки цеолітних каталізаторів для основних карбоній-іонних реакцій (крекінгу різних класів вуглеводнів, ізомеризації та дегідроциклізації н-парафінів, алкілування ізопарафінових та ароматичних вуглеводнів олефінами), які відрізняються підвищеною тривалістю роботи без регенерації та мінімальним утворення побічних продуктів, зокрема коксу (К.І.Патриляк, Л.К.Патриляк, Ю.Г.Волошина).

Створеними в Інституті високочутливими експериментальними методами досліджено перебіг карбоній-іонних реакцій та особливості дезактивації каталізаторів і встановлено, що за максимального пригнічення побічних процесів дезактивація каталізаторів крекінгу та алкілування іде в коливальному режимі, який є найвигіднішим з точки зору тривалості роботи каталізатора. Одержані результати відкривають нові можливості для оптимізації каталітичних нафтохімічних процесів (Л.К.Патриляк, І.А.Манза).

Розроблено енерготехнологічні схеми процесів термоконтактного крекінгу та термоадсорбційніої очистки важких нафтових залишків, газифікації нафтових залишків та генерації електроенергії з використанням парогазових та паротурбінних установок. Надано технічне рішення щодо отримання з важких нафтових залишків синтез-газу різної теплотворної спроможності та водню (А.В.Степанов, Г.Г. Матусевич);

Вперше експериментально виявлено та досліджено раніше не відоме явище – гомогенний каталіз диспропорціювання пероксильних радикалів ди– та поліядерними комплексами кобальту з координованими карбоновими кислотами, наприклад, з піваліновою кислотою [Co₂(m–OH₂)(O₂CCMe₃)₄(HO₂CCMe₃)₄] (чл.-кор. НАН України Г.О.Ковтун, Т.М. Каменєва, академік АН Республіки Молдова М.В.Гербелеу, Г.А.Тімко);

Вперше одержано активний та селективний каталізатор окиснення СО у присутності Н₂ та Н₂О на основі кластерів платини (нанесені на сферичний носій). Каталізатор забезпечує ступінь очистки Н₂ від СО, який задовольняє чистоті Н₂ для паливних елементів (чл.-кор. НАН України Г.О.Ковтун, Г.Ф. Пустарнакова, В.О. Плужніков);

Знайдено умови підвищення деформаційної міцності плівкових зразків фторованих поліімідів під дією нейтронного випромінювання і встановлено, що деформаційна міцність при нагріванні підвищується на 50–100 °С. Цей підхід може бути використано при створенні композиційних матеріалів для роботи в зоні ядерного випромінювання (Є.В.Шелудько, О.М.Ципіна, чл.-кор. НАН України Г.О.Ковтун);

Розроблено способи одержання нових електропровідних стабільних полімерних композитів (електропровідність 10^-2–10^-9 См/см, термоста-більність до 190-250 ^oС), з антистатичними, сенсорними, антикорозійними та іншими практично корисними властивостями (Г.С.Шаповал, О.А.Пуд, М.О.Огурцов, С.П.Рогальский, К.Ю.Фатєєва, А.С.Бандуренко).

Створено нове високонадійне комбіноване покриття для захисту металевих труб від корозії, особливістю нанесення якого є процес рідиннофазної полімеризації олігомерів на металевій поверхні під твердим полімерним двошаровим покриттям з одночасним формуванням адгезії до металу та твердого полімеру (М.І.Ліцов).

Розроблено реакторну систему, в якій протонопровідні мембрани виконують функції каталізаторів. Регулюючи ступінь бренстедівської кислотності активних каталітичних центрів вдалося в експерименті підвищити продуктивність мембранних каталізаторів на основі сульфонованих співполімерів стиролу і дивінілбензолу в реакції гідратації олефінів в 5 – 7 разів, а в реакції дегідратації спиртів – в 3 – 4 рази у порівнянні з гранульованими контактами тієї ж хімічної природи (В.А.Бортишевський, С.Л.Мельникова).

Біоорганічна хімія

Вдосконалено новий високоселективний метод одержання за допомогою реакцій Реформатського і Міцунобу хіральних (оптично активних) α,α-дифтор-β-амінокислот, які є важливими вихідними сполуками для синтезу нових фторовмісних біологічно активних речовин, а також інструментами для дослідження біологічних процесів (акад. НАН України В.П. Кухар, А.М. Корнілов, А.Є Сорочинський).

Вперше в модельних біоміметичних системах досліджено властивості спін-мічених похідних тіазолію, що вміщують 2,2,6,6-тетраметилпіперидин-1-оксильний фрагмент; встановлено кінетичні закономірності розкриття тіазолієвого циклу тіаміну і його синтетичних структурних аналогів при каталізі загальною основою; виявлено ефективну інгібуючу дію ліпофільних 3-бензил-4-метил-5-(2-ацилокси)етилтіазолієвих іонів на фотофосфорилю­ван­ня в хлоропластах (А.І. Вовк, Р.В. Бугас, О.В. Харченко, І.М. Міщенко, Л.В. Бабій).

Встановлено, що на фоні малих доз радіоактивного опромінення може значно змінюватися чутливість поверхневого потенціалу клітин до лікарських препаратів, що діють на мембранні рецептори (В.В.Жирнов, В.М.Гавій).

Синтезовані нові медіатори для двохфотонної мікроскопії на основі моно- та динітропохідних 4-метоксиіндоліну, кон’югованих з g-амінобутановою (GABA), D-аспарагіновою та глутаміновою (MDNI-Glu) кислотами. Отримані сполуки стабільні у водних розчинах при pH 7.4, мають високі фотохімічні характеристики, що дає можливість використовувати їх для вивчення постсинаптичних взаємодій у нейронах. (О.Д.Федоряк).

Синтетична органічна хімія (тонкий органічний синтез)

На основі продуктів приєднання трифенілфосфораніліденацетонітрилу до ацилізотіоціанатів розроблені оригінальні методи синтезу функціональ-нозаміщених піримідинів та ациклонуклеозидів піримідинової природи. (Б.С. Драч, О.Б. Смолій, Л.В. Музичка).

Запропонована концепція мультистереоселективності, що пояснює і дозволяє прогнозувати сумарну дію кількох хіральних індукторів в стереоселективних реакціях та підвищувати вихід енантиомерів (О.І.Колодяжний).

Показано, що доступні α-функціональнозаміщені енаміди за допомогою нескладних способів перетворюються в нові похідні 5-меркаптооксазолу – перспективні синтони для одержання нових біорегуляторів (Б.С. Драч, В.С. Зябрєв, С.Б. Бабій, В.С. Броварець, О.В. Головченко).

Хімізація сільського господарства

Результати проведених в Росії, Білорусі, Китаї та Німеччині випробувань створених в Інституті регуляторів росту рослин підтвердили їх високу (на світовому рівні) ефективність; ведуться переговори про експорт препаратів і технологій їх застосування (С.П.Пономаренко).

Нафтохімія

Встановлено, що вуглеводні чи їх карбкатіонні інтермедіати однакової молекулярної маси ізомеризуються на слабших, а крекуються на сильніших кислотних центрах, що відкриває шлях до підвищення селективності ізомеризації. Спільно з Інститутом фізичної хімії ім. Л.В.Писаржевського НАН України та Інститутом сорбції та проблем ендоекології НАН України розроблено технологічні регламенти одержання високоефективних цеолітного та нецеолітного каталізаторів ізомеризації (К.І.Патриляк, Ф.М.Бобонич, В.В.Брей).

На базі дослідження закономірностей та особливостей редокс-полімеризації аніліну в дисперсіях промислових полімерних порошків різної природи розроблено нові композиційні матеріали з електропровідністю 10^-3–10^-7 Ом/см, термостабільною до 190-250 ^oС, а також нові електропровідні композиції на основі поліаніліну, що забезпечують захист алюмінію з коефіцієнтом гальмування корозії ~ 4-12. (Г.С.Шаповал, О.А.Пуд, М.О.Огурцов).

Встановлено закономірність поліпшення показників важливої реакції алкілування ізобутану бутенами в міру наближення до критичних параметрів реалізації процесу, а також незвичний розподіл продуктів реакції при її проведенні у вакуумі, що відкриває перспективи розкриття механізму перебігу алкілування та практичної реалізації процесу (К.І.Патриляк, Л.К.Патриляк, І.А.Манза).

На основі відновлюваної рослинної сировини (ріпакової й соняшникової олій) виготовлені дослідні зразки біоолив – моторної оливи для двотактних двигунів М-10ТПу(ТУУ 23.2-30084964-005-03), трансмісійної – ТАД-17і-РО для легкових автомобілів, гідравлічних – ГТ-50-РО для тепловозів і МГ-30-РО (ТУУ 23.2–03563790–105–2002) для будівельних, дорожних, піднімально-транспортних машин, металообробних верстатів, пресового та іншого промислового гідравлічного обладнання. Згадані оливи мають високі експлуатаційні показники і не забруднюють довкілля. Разом з Київською міською держадміністрацією розробляється програма організації виробництва біоолив та їх пріоритетного використання у м.Києві (Г.С.Поп)

Каталіз

Впершеекспериментально виявлено та досліджено раніше невідоме явище – нанокластерний каталіз диспропорціювання вільних радикалів ендомодифікованими фуллеренами С₆₀ – яке відкриває принципово нові можливості створення сучасних каталізаторів окиснення біо- та органічних матеріалів (чл.-кор. НАН України Г.О. Ковтун, В.О.Плужніков).

Встановлено акумулювання водню льюїсовими кислотними центрами цеолітних каталізаторів при крекінгу вуглеводнів, що створює передумови для поглиблення сучасних уявлень про взаємозв’язок між природою активності каталізатора та механізмами крекінгу й інших теоретично та практично значущих гетерогенно-каталітичних перетворень (Л.К.Патриляк).

Нові лікарські речовини

Показано, що ембріональні білки, які входять до складу лікарських препаратів Пропес і Цереброкурін, індукують процеси ангіогенезу та проявляють цитостатичну дію відносно необластичних клітин (О.П.Іванов, Т.М.Ніжинківська, С.Г.Торхова).

Наукові основи збереження і поліпшення навколишнього середовища та раціонального використання природних ресурсів

На основі мінеральної та відновлюваної органічної сировини створено перспективні адсорбенти для вилучення токсичних домішок (важких металів, нафтопролдуктів, нітратів) з природних поверхневих та промислових стічних вод (В.І.Кашковський).

Виділено асоціацію мікроорганізмів – деструкторів нафтопродуктів, здатних розкладати стійкі поліциклічні вуглеводні; одержано чисті культури бактерій, що можуть використовувати фенантрен як єдине джерело вуглецю та енергії (М.І.Павленко).

Біоорганічна хімія

Вперше виявлені певні структурні риси відомих алкілуючих сполук, непов’язаних з токсичністю та алкілуючою дією, які викликають утворення в організмі ендогенного гуморального імуностимулюючого фактора. Це відкриває можливості для створення нового класу високоефективних лікарських препаратів – імуностимуляторів. (С.Є.Могилевич, Л.О.Метелиця, Л.Л.Чарочкина).

Встановлено, що спін-мічені похідні насичених жирних кислот [4-(1-адамантил)ацетилокси]-2,2,6,6-тетраметилпіперидин-1-оксил, 4-лауриноїлокси-2,2,6,6-тетраметилпіперидин-1-оксил) ефективно інгібують активність 5-ліпоксигенази в реакції окиснення лінолевого спирту. Вивчено спектральні властивості спінових зондів в умовах ліпоксигеназної реакції, що має значення для детального з’ясування фізіологічної ролі ліпоксигеназних метаболітів в процесах ліпідного обміну. (А.І.Вовк, О.В.Харченко, М.Г.Казачков, Г.І.Харитоненко, Л.В.Бабій, А.К.Мельник).

Вивчено гідроліз п-нітрофенілфосфату кислою фосфатазою з Aspergillus Niger та лужною фосфатазою з кишок теляти в присутності ряду модельних низькомолекулярних регуляторів і вперше встановлено кінетичні закономірності гальмівної дії дигідроліпоєвої кислоти на каталітичну активність лужної фосфатази (А.І.Вовк, І.В.Міщенко, І.В.Муравйова, О.М.Музичка).

Вперше встановлено, що надмалі доз іонізуючого випромінювання змінюють чутливість клітини до ендогенних і нейрогуморальних сигналів. На основі експериментальних даних сформульована гіпотеза біоінформаційного стресу – накопичення напруження в сигнальних системах клітини під впливом малих радіаційних доз низької потужності, яке призводить до порушення нейрогуморальної регуляції в цілому організмі при їх перманентній дії (Жирнов В.В., Гавій В.М., Калашнікова Л.Є., Яковенко І.Н).

Досліджено антигенні властивості дифтерійного токсину і його субодиниць у дітей з різними формами дифтерійної інфекції та після вакцинації, а також імунобіологічну активність токсину, яка дозволяє йому протидіяти імунній системі. Розроблено імуноферментні методи виявлення дифтерійного токсину і антитіл проти нього, що можуть бути використані для вдосконалення діагностики дифтерії (Ю.Л.Радавський, С.І.Романюк).

Синтетична органічна хімія (тонкий органічний синтез)

Запропоновано новий високо селективний метод одержання хіральних (оптично активних) α,α-дифтор-β-амінокислот за допомогою реакції Реформатського, які є важливими вихідними сполуками для синтезу нових фторовмісних β–лактамних антибіотиків, а також інструментами для дослідження біологічних процесів. Доведена можливість проведення реакції Реформатського із застосуванням хіральних каталізаторів для асиметричної індукції в процесі. ( акад. НАНУ В.П. Кухар, О.Є. Сорочинський).

Досліджено просторові та електронні обмеження реакції нуклеофільного заміщення алкоксигрупи на аміногрупу в b-етоксивініл(трифторометил)кетоні та здійснено електрофільні реакції b-аміновініл(трифторометил)кетонів з тозилізоціанатом, в результаті чого одержано нові трифторометил-вмісні поліфункціональні синтони. ( акад. НАНУ В.П. Кухар, І.І. Герус, С. І. Вдовенко).

На основі конденсації альдегідів з амідами карбонових кислот розроблено новий метод синтезу функціональнозаміщених похідних оксазолу та тіазолу – вихідних сполук для одержання нових азотистих гетероциклів з біофорними групами (Б.С.Драч, В.С.Броварець, В.С.Зябрєв, М.О.Ренський).

Синтезована нова фотолабільна захисна група на основі 8-бромо-7-оксихіноліну (BHQ) для блокування карбоксильної групи. Досліджені її фотохімічні властивості. Встановлено, що завдяки підвищеній розчинності і низькій флуоресценції BHQ може з успіхом використовуватися в біологічних дослідженнях (О.Д.Федоряк).

Хімія елементоорганічних сполук

Знайдено нові перетворення в реакціях метилендифосфінів з ненасиченими сполуками, активованими трифторометильними групами, і показано існування незвичайної внутрішньомолекулярної взаємодії між трифторометильною групою та тривалентним атомом фосфору. Така взаємодія може приводити до міграції атому фтору з вуглецю на атом фосфору і утворення цвіттеріонних сполук, в яких два атоми фосфору знаходяться в різній координації (тетра- та гексакоординовані атоми фосфору) і мають протилежні заряди. (І.В. Шевченко).

Запропоновано новий метод синтезу енантиомерно чистих амідів фосфонових кислот через утворення боранових комплексів і наступну декомплексацію вторинними алкіламінами (О.І.Колодяжний).

Нові лікарські речовини

Завершено клінічні дослідження і зареєстровано оригінальний лікарський засіб Теобон-дитіомікоцид для терапії грибкових хвороб, що за ефективністю не поступається імпортним препаратам, коштує значно дешевше і може вироблятися на експериментальній базі Інституту (Шкарапута Л.М., Даниленко В.В., Тищенко Л.О.).

Нафтохімія

У розвиток запропонованої у 2001 р. концепції механізмів карбоній-іонних реакцій перетворень парафінів на цеолітах через протонування молекул по стерично найдоступніших метильних групах встановлено взаємозв’язок між силою цеолітних кислотних центрів та переміщенням позитивного заряду вздовж ланцюжка протонованих молекул н-парафінів, що веде до утворення продуктів різної будови. З’ясовані закономірності процесів ароматизації та ізомеризаціїн-гексану, що відкриває можливості створення селективних каталізаторів бажаних процесів перетворення парафінів. (К.І.Патриляк, Л.К.Патриляк, О.М.Тарануха, І.А.Манза).

З використанням термодинамічної моделі сполук включеннязапропоновано новий підхід до вивчення термодинаміки адсорбційно-десорбційних процесів, що відбуваються в мезопористих адсорбентах, який суттєво розширює інформативні можливості гістерезисних кривих для розрахунку на їх основі фундаментальних адсорбційних характеристик (Л.К.Патриляк).

Вперше в світовій практиці на базі відходів виробництва рослинних олій та газонаповнених алюмосилікатних мікросфер створено екологічно чисті інвертно-суспензійні системи з питомою вагою до 510 кг/м³ і на їх основі розроблено спосіб тимчасового закриття нафтогазових свердловин в умовах високо проникливих колекторів і низьких тисків (Г.С.Поп).

Розроблено нові підходи до раціонального проектування нафтохімічних трубчатих печей піролізу та розоблено і економічно обгрунтовано нову конструкцію печі для піролізу вуглеводнів (А.В.Степанов);

Високомолекулярні сполуки

Розроблено новий метод синтезу фторованих поліамідоімідів, допованих іонами перехідних металів, та вперше показано експериментальну можливість одержання на їх основі моно- та мультишарових плівок за технологією Ленгмюра-Блоджетт (Є.В. Шелудько, О.М. Ципіна, чл.-кор. НАН України Г.О. Ковтун, В.В. Шилов).

Каталіз

Впершеекспериментально виявлено та досліджено раніше невідоме явище – нанокластерний каталіз диспропорціювання вільних радикалів синтетичними аналогами бактеріальних ферредоксинів (Fe₄S₄ – кластер) – яке відкриває принципово нові теоретичні і прикладні можливості створення сучасних наностабілізаторів окиснення біо- та органічних матеріалів (чл.-кор. НАН України Г.О. Ковтун);

Хімізація сільського господарства

За результатами державних виробничих випробувань біологічної ефективності Сульфокарбатіону-К як засобу боротьби з грибковими хворобами препарат зареєстровано в Україні для застосування на озимій та ярій пшениці і кукурудзі. Показано, що препарат надійно захищає рослини від кореневих гнилей та сажкових хвороб, переважає відомі зарубіжні препарати і дає можливість підвищити врожай зерна на 15–20 %, а зеленої маси кукурудзи на 40–45 %, не забруднюючи навколишнього середовища, (Л.М.Шкарапута, В.В.Даниленко, Л.М.Сасінович)

Наукові основи збереження і поліпшення навколишнього середовища та раціонального використання природних ресурсів

Розроблена та випробувана разом з ІКБГІ НАНУ система управління ефективністю фітодезактивації. Встановлено, що внесення селекціонованих мікробних асоціацій до забруднених грунтів здатне підвищити винесення радіоактивних забруднень із грунту у 2-3 рази. Запропонована система засобів та методів може бути основою майбутньої біотехнологічної ремедіації територій Українського Полісся, забруднених радіонуклідами (Павленко М.І., Кутлахмедов Ю.О.).

Доведена ефективність дії реагенту “Сизол” при очищенні стічних вод тваринницьких комплексів, Кременчукського нафтопереробного заводу, звалищ твердих побутових відходів. У всіх зазначених випадках цей реагент ефективно очищає стічні води від забруднень – важких металів, біогенних елементів, нафтопродуктів тощо (В.І.Кашковський, В.В.Войновський).

Біоорганічна хімія

Встановлено, що в модельних хімічних системах окиснення тіамінмонофос-фату супроводжується його дефосфорилюванням. Ці перетворення можуть відігравати істотну роль в регулюванні рівня вітаміну В₁ в живій клітині (А.І.Вовк, Л.В.Бабій).

Показано, що серед розчинних білків ембріональних тканин є як стимулятори, так і супресори процесу ангіогенезу, причому останні значною мірою блокують метастазування злоякісних пухлин і майже не впливають на ріст первинної пухлини (О.П.Іванов, С.Г.Торхова).

На імітаторах біологічних мембран досліджено кінетику окиснення полінена-сичених жирних кислот в присутності ліпоксигенази і одержано нові дані про роль карбоксильної групи в перебігу процесу окиснення (М.Г.Казачков, О.В.Харченко, І.А.Бутович).

Синтезовано кон’югат анізоміцину з кумарином, який після введення в нейрон і опромінення (l 740 нм) виділяє анізоміцин – блокатор синтезу білка, що дає можли-вість при зміні режиму опромінення контролювати біосинтез білка в нейроні або окремих його ділянках (О.Д.Федоряк).

Вперше інструментально зареєстровано вклад кооперативних сегментних рухів поліпептидного ланцюга в акустичні спектри білків і показано, що звязування альбу-міном деяких низькомолекулярних лігандів обумовлює зменшення амплітуди сегментних рухів білка (Т.О.Гуща).

Експериментально показано, що рослини, трансформовані геном металотіонеїну з Neurospora crassa, набувають стійкості до підвищеної в 2-3 рази концентрації іонів важких металів у поживному середовищі і значно краще акумулюють їх, що може виявитись перспективним для біоремедитації забруднених грунтів (А.П.Галкін, Л.Г.Льошина, В.А.Циганкова).

Вперше встановлено, що інгібітори ейкозаноїдного метаболізму модифікують відгук поверхневого потенціалу мембран еритроцитів і лейкоцитів на дію надмалих доз іонізуючого випромінювання (В.В.Жирнов).

З використанням технологій штучного інтелекту створено автоматичний метод оптимізації режиму обернено-фазової високоефективної рідинної хроматографії для аналізу та очищення субстанцій лікарських препаратів і високочистих реактивів. Метод використовується провідними фармацевтичними та хімічними компаніями – Bayer, BSF, Merk, Janssen Pharmaceutiсal та ін. (С.В.Галушко).

Синтетична органічна хімія (тонкий органічний синтез)

Розроблено нові зручні методи синтезу енантиомерно чистих моно- та дифтор-заміщених a- і b-амінокислот – вихідних речовин для синтезу олігопептидів, здатних регулювати окремі біологічні процеси (акад. НАН України В.П.Кухар, А.М.Корнілов, О.Є.Сорочинський).

На основі створених поліфункціональних синтонів одержано невідомі раніше трифторметилзаміщені імідазоазини – вихідні сполуки біциклічної будови для синтезу нових фізіологічно активних речовин (акад. НАН України В.П.Кухар, І.І.Герус).

Розроблено новий доступний метод стереоселективного синтезу фосфор-органічних сполук, заснований на використанні оптично активних амінів як індукторів хіральності (О.І.Колодяжний).

Знайдено методи синтезу N-(2-гіроксиетил)-N,N-диметиліміноамоній-N-імідів вищих карбонових кислот і показано, що вони є типовими поверхнево активними речовинами (Ю.В.Танчук).

Нові лікарські речовини

Розпочато доклінічні дослідження нового білкового препарату для лікування ряду офтальмологічних захворювань, зокрема, катаракти (О.П.Іванов, С.М.Голубченко, О.Г.Панічев).

Розроблено принципово нові підходи до електрохімічного дослідження антиоксидантної активності компонентів крові і встановлено відмінності в антирадикальній активності здорових і трансформованих лімфоцитів (Г.С.Шаповал, В.П.Громова, І.Є.Миронюк).

Нафтохімія

Запропоновано нову концепцію механізмів перетворення парафінів на кислотних цеолітних каталізаторах, яка враховує екранування третинних атомів вуглецю від кислотних центрів каталізатора, активацію метильних груп парафінів за суперкислотним механізмом, стабілізацію первинних карбокатіонів кристалічною граткою цеоліту. Концепція значно поглиблює розуміння взаємозв’язку в системі каталізатор-субстрат (К.І.Патриляк, Л.К.Патриляк, П.І.Бартош).

Створено принципово новий комбінований високоінформативний мікроімпульсний крекінг-регенераційний метод послідовного вивчення процесів диференціального окиснення вуглецевих нашарувань на поверхні каталізатора. Метод дозволяє зводити з точністю до 3 ± 0,5 % матеріальний баланс крекінгу, вивчати накопичення та характер горіння коксу, визначати співвідношення водню та вуглецю у сформованому коксі, а також відслідковувати динаміку їх зміни у процесі окиснення коксу. Встановлено коливальний характер накопичення коксу у перші секунди крекінгу і обгрунтовано висновок про доцільність обмеження тривалості стадії крекінгу кількома секундами (К.І.Патриляк, Р.В.Ліхньовський).

Вперше запропонована і експериментально обгрунтована двошарова міцелярна модель колоїдної структури фосфоліпідів у водних та вуглеводневих розчинах, яка дозволила створити низку стійких прямих і зворотніх емульсій з регульованими реологічними властивостями – високоефективних екологічно безпечних технологічних розчинів для нафтогазовидобувної промисловості (Г.С.Поп, М.М.Дец, Г.Г.Кравчук).

Експериментально виявлені нові синергічні антидетонаційні композиції присадок до автомобільних бензинів на основі залізовмісного металокомплексу – ферроцену та N-метиланіліну, які взяті за основу розробки дослідних партій високооктанових бензинів (АІ-92, -95, -98) в АТ Херсоннафтопереробка” (чл.-к. НАН України Г.О. Ковтун, Є.В. Полункін).

Розроблено рецептуру та технологію виготовлення нової антикорозійної мастики багатоцільового призначення. Підготовлено, узгоджено та затверджено технологічний регламент, виготовлено дослідну партію мастики (В.П.Конюшенко).

Розроблено каталізатор і технологічний процес одержання диізопропілового ефіру – екологічно чистої антидетонаційної присадки до бензинів. Дослідно-промислові випробування на Кременчуцькому НПЗ (ЗАО “Укртатнафта) нової технології підтвердили її перспективність (В.А.Бортишевський, С.Л.Мельникова).

Каталіз

Експериментально виявлено невідоме раніше явище – гомогенний каталіз обриву ланцюгів окиснення органічних сполук кластерами металів: безлігандними, малими (гомоланцюговими, циклічними, каркасними), гігантськими – яке відкриває принципово нові можливості для створення стабілізаторів окиснення органічних матеріалів (чл.-к. НАН України Г.О. Ковтун).

Хімізація сільського господарства

Виявлено, що застосування синтетичних фіторегуляторів цитокініно-ауксинової дії та комплексних препаратів на основі вуглеамонійних солей при вирощуванні основ-них зернових і сидеральних культур стимулює розвиток і фізіологічну активність кореневої системи, зокрема, її кислотовидільну функцію, підвищує чисельність і активність в ризосферному грунті фосфатмобілізуючих мікроорганізмів, що, зрештою, посилює використання рослинами як важкорозчинних грунтових фосфатів, так і фосфорних добрив (О.Є.Давидова, П.Г.Дульнєв, Н.М.Мальцева, Т.М.Біляновська).

Експериментально підтверджено ефективність застосування композиції препаратів Метиур та Емістим-С для підвищення продуктивності посівів сої та якості одержаної продукції (Л.П.Приказчикова, Б.М.Хутова, С.В.Ключко).

Встановлено, що при застосуванні регуляторів росту рослин зменшується негативний вплив пестицидів на грунтову мікрофлору, збільшується чисельність популяцій, стійких до ксенобіотиків, а також зростає активність редокссистем, що здійснюють окислювальну деструкцію пестицидів (К.І.Андреюк, Т.О.Іутинська, С.П.Пономаренко).

Наукові основи збереження і поліпшення навколишнього середовища

Модифіковано базову технологію поліпшення радіаційного стану забруднених земель зони впливу ЧАЕС, внаслідок чого суттєво збільшилась її ефективність по основних радіоекологічних параметрах (О.М.Ляшенко).

Досліджено вплив зовнішніх факторів на здатність селекціонованих культур мікроорганізмів переводити цезій-137 в доступні для вищих рослин форми (М.І.Павленко)

Підготовлена і погоджена технічна документація для проекту прив’язки дослідно-промислової установки для хімічного зв’язування рідкого концентрату токсикантів (полігон №5, с. Великі Підгірці Обухівського району), переведення його у твердий водонерозчинний стан і використання одержаного матеріалу для закріплення території сміттєзвалища (В.І.Кашковський, В.А.Бортишевський).

Біоорганічна хімія

Високоточним методом ультразвукової спектрометрії вперше виявлено зменшення гідратної оболонки та уповільнення конформаційної рухливості молекул сироваткового альбуміну людини під впливом β-опромінювання (⁹⁰Sr), що свідчить про чутливість біомакромолекул до надзвичайно низьких рівнів радіації (Т.О.Гуща, чл.-кор. НАН України О.І.Луйк).

Встановлено закономірності та кінетичні особливості модельних перетворень вітаміну В₁, його фосфорних ефірів та синтетичних структурних аналогів при взаємодії з цитохромом С, що є важливим для з’ясування механізмів функціонування тіамінових ферментів та тіамінзв’язуючих білків (А.І.Вовк, І.В.Муравйова, Л.В.Бабій).

Досліджено механізм дії лікарських препаратів дигідропіримідинового ряду (диетону, форидону, ніфедипіну та ін.) на початкові реакції “кисневого стресу”, побудовано ряди порівняльної оцінки їх ефективності (Г.С.Шаповал, В.П.Громова, І.Є.Миронюк).

Знайдено, що тіоаналоги олігодезоксирибонуклеотидів та їх кон’югати з інтеркаляторами, комплементарні до відповідних сигнатурних ділянок 16S рРНК бактерій, повністю пригнічують функціональну активність їх рибосом, що відкриває можливості для створення антибікробних хіміотерапевтичних засобів нового покоління. (Д.М.Федоряк, чл.-кор. НАН України І.Г.Скрипаль)

Синтезовано невідомі раніше ретро-D-пептиди, які виявляють антимікробну, фунгіцидну та імуномодулюючу активність. (В.К.Кібірєв, С.О.Пояркова).

Синтетична органічна хімія (тонкий органічний синтез)

Вивчено електрофільні реакції β-заміщених вінілтрифторметилкетонів з галогенами та тозилізоціанатом і синтезовано нові зручні синтони для одержання важкодоступних фторвмісних сполук (акад. НАН України В.П.Кухар, І.І.Герус).

Для синтезу α,α-дифтор-β-амінокислот запропоновано нові каталізатори асиметричної версії реакції Реформатського, що містять ліганди на основі похідних адамантану і дозволяють одержувати амінокислоти з високим виходом (акад. НАН України В.П.Кухар, А.М.Корнілов, Н.О.Фокіна).

Відкрита реакція рециклізації продуктів ацилювання 2-арил-5-гідразино-4-диалкоксифосфорилоксазолів, яка приводить до утворення невідомих раніше похідних 1,3,4-оксадіазолу (Б.С.Драч, В.С.Броварець, В.С.Зябрєв).

Розроблено принципово новий, перспективний для практичного використання спосіб одержання вищих алкілдиметиламінів, заснований на невідомій раніше реакції амоній-N-імінів з азотистою кислотою (Ю.В.Танчук).

Хімізація сільського господарства

Експериментально доведено, що комплексні добрива на основі амонійнокарбонатних сполук та синтетичні регулятори росту фітогормональної дії підсилюють процеси біологічної азотфіксації, активують ключові ферменти азотного метаболізму, стимулюють фотосинтез, сприяють утворенню і стабілізації гумусу, що забезпечує як підвищення врожайності і якості продукції рослинництва, так і відтворення родючості сільськогосподарських угідь (НІЦ “АКСО”, О.Є.Давидова, Н.М.Мальцева, П.Г.Дульнєв).

Показано і обгрунтовано екологічну та економічну доцільність спільного використання регуляторів росту рослин з протруювачами при допосівній обробці насіння озимої пшениці, що дозволяє не тільки підвищити врожай та його якість, а й зменшити на 25% норми застосування протруювачів без зниження захисного ефекту (С.П.Пономаренко, Г.С.Боровикова).

Лабораторними та польовими випробуваннями сульфокарбатіону-К на кукурудзі показано, що протруювання посівного матеріалу надійно захищає рослини від кореневих гнилей і сажкових хвороб та дозволяє підвищити врожай зерна на 15%, а зеленої маси – на 40-45% (Л.М.Шкарапута, В.В.Даниленко, Л.М.Сасинович).

Нафтохімія

Розроблена оригінальна ресурсозберігаюча технологічна схема первинної переробки нафти, каталітичного риформінгу та піролізу бензинових фракцій, яка забезпечує на 10-15% економію енергоносіїв (А.В.Степанов).

Виявлено, що обмінні катіони у структурі цеолітів і цеолітних каталізаторів знаходяться у стані постійної макродинаміки, що впливає на якість каталізаторів при їх використанні або зберіганні (К.І.Патриляк, Л.К.Патриляк).

Запропонована гіпотеза про трицентрову природу твердокислотного каталізатора ізомеризації нормальних парафінів, згідно з якою у склад активних центрів входять суперкислотні центри Бренстеда, Льюісові кислотні центри та центри дегідрогенізації-гідрогенізації (К.І.Патриляк).

Знайдено нові синергічні антидетонаційні композиції присадок до автомобільних бензинів на основі N-метиланіліну та метилциклопентадієніл-марганцю, які випробовуються при розробці рецептур високооктанових бензинів в АТ “Херсоннафтопереробка” (чл.-кор. НАН України Г.О.Ковтун, Є.В.Шелудько, Є.В.Полункін).

Експериментально розроблені та економічно обгрунтовані нові рецептури автомобільних бензинів А-80, АІ-92 та АІ-95 з використанням високооктанової кисеньвмісної добавки ВКД (виробництва вітчизняних спиртових заводів) і марганецьвмісної присадки Октан-10+ (чл.-кор. НАН України Г.О.Ковтун, Є.В.Шелудько).

Нові лікарські речовини

Створено і успішно випробувано в спеціалізованих медичних установах тест-систему для виявлення росту збудника туберкульозу, яка дозволяє одержувати результати дослідження в 10-15 разів швидше, ніж за загальновживаними методиками. Випуск дослідних партій тест-системи налагоджено на Експериментальному заводі медпрепаратів ІБОНХ НАН України (Ю.О.Колос, чл.-кор. НАН України О.І.Луйк).

З білків репродуктивних органів великої рогатої худоби виділено пептидну фракцію, яка стимулює регенеративні процеси і дає терапевтичний ефект при лікуванні офтальмологічних хвороб (О.П.Іванов, С.М.Голубченко, О.Г.Панічев).

Успішно завершено ІІ фазу клінічних випробувань протигрибкового препарату “Теобон-дитіомікоцид”. Рішенням науково-експертної ради Державного фармакологічного центру МОЗ України препарат рекомендовано до реєстрації (Л.М.Шкарапута, Л.О.Тищенко, В.В.Даниленко).

Розроблено метод одержання препарату “Омега-3 ПНЖК” на основі незамінних поліненасичених жирних кислот з вітчизняної сировини, який є цінним профілактичним і лікувальним засобом при серцево-судинних патологіях (О.В.Харченко, В.М.Цернюк, М.Г.Казачков).

Наукові основи збереження і поліпшення навколишнього середовища та раціонального використання природних ресурсів

Для ліквідації загрози проникнення в грунтові води високотоксичних продуктів розкладу побутових відходів з Київського сміттєзвалища (полігон №5, с. Великі Підгірці Обухівського району) розроблена і успішно випробувана у виробничих умовах технологія хімічного зв’язування рідкого концентрату токсикантів, переведення його у твердий водонерозчинний стан і використання одержаного матеріалу для закріплення території сміттєзвалища (В.І.Кашковський, В.А.Бортишевський).

Розроблено простий і дешевий спосіб утилізації високотоксичного ракетного палива – гептилу шляхом перетворення його у вищі алкілдиметиламіни – цінні напівпродукти для виробництва поверхнево-активних речовин (Ю.В.Танчук).

Знайдено спосіб переробки гумових відходів у пластичний матеріал, який може ефективно застосовуватись у складі антикорозійних покрить трубопроводів (В.П.Конюшенко, Л.Л.Митрохіна).

Створена нова композиція для фіксації стронцію в радіоактивних відходах (РАВ) різної природи при їх тимчасовому зберіганні, з допомогою якої можна обмежити рухомість ⁹⁰Sr в системі РАВ-грунт-вода у 3 – 8 раз (О.М.Ляшенко).