Реакция восстановления кислорода (ORR) на металл,гетероатом-допированных наноуглеродных подложках как катализаторах представляет собой перспективный источник чистой электрической энергии. Реакция восстановления углекислого газа (CO2RR) CO2RR, как синтетический аналог реакции фотосинтеза, имеет большой потенциал с точки зрения образования продуктов частичного или полного восстановления. Теоретические представления о механизме и кинетике CO2RR только закладываются, поэтому систематизация достижений и возникающих проблем является необходимым этапом для дальнейшего развития. Обзор «Механизмы реакций каталитического электрохимического восстановления кислорода (ORR) и углекислого газа (CO2RR)», 👨‍🎓👨‍🎓А.В. Кузьмин, Б.А. Шаинян, посвящен электрохимическим реакциям ORR и CO2RR с акцентом на механизмы, структуру интермедиатов и термодинамику реакций. (Напоминаем, что английская версия журнала находится в открытом доступе).

Практическому применению силиконов уже более 80 лет. Применение силиконов охватывает такие сферы, как авиационное и космическое аппаратостроение, медицина и фармакология, строительство зданий и дорог, производство текстиля и бумаги. Промышленное производство силиконов развивалось устойчиво и непрерывно, начиная с революционного открытия метода прямого синтеза органохлорсиланов. Как и многие другие области техники, производство силиконов по своим технологическим укладам можно представить в виде поколений. Обзор «Прямой синтез алкоксисиланов: современное состояние, проблемы и перспективы», 👨‍🎓👩‍🎓 М.Н.Темников et al., кратко проводит читателя по основным вехам развития данной области и анализирует современное ее состояние, сосредотачиваясь на ключевом методе уже третьего поколения технологии силиконов - прямом синтеза алкоксисиланов, реализация которого в промышленных масштабах — важнейшая задача современной кремнийорганической химии.

Перспективы широкого использования в энергетике и на транспорте экологически чистого низкоуглеродного газового топлива на основе природного газа, водорода и их смесей, а также синтез-газа, делают необходимой детальную информацию о кинетике их воспламенения при температуре ниже 1000 K, важной для мониторинга условий хранения и транспортировки топлива, при которой происходит его воспламенение в двигателях внутреннего сгорания и газовых турбинах. На основе новых экспериментальных результатов исследования процессов воспламенения метаноалкановых и метановодородных смесей, которыми являются реальные газовые топлива, и их кинетического моделирования в обзоре «Контролируемое воспламенение низкоуглеродных газомоторных топлив на основе природного газа и водорода: кинетика процесса», 👨‍🎓👨‍🎓 В.С.Арутюнов et al., показаны значительные изменения в этих процессах в области Т < 1000 K, рассмотрены возможные методы улучшения детонационных характеристик природных и попутных газов.

Увеличение доли энергии, получаемой с использованием возобновляемых источников, в общей структуре генерации электроэнергии, т.е. рост спроса на тяговые батареи и стационарные накопители энергии в электросетях, ожидаемо увеличит спрос на никель. В обзоре «Никель — ключевой элемент энергетики будущего» 🧑‍🎓👨‍🎓 А.А.Савина, А.О.Боев, Е.Д.Орлова, А.В.Морозов, А.М.Абакумов, рассмотрены основные аспекты химии никеля как элемента «зеленой» энергетики будущего. Определено место никеля среди других переходных металлов, используемых в индустрии электрохимического накопления энергии, охарактеризованы основные классы никельсодержащих катодных материалов для металл-ионных аккумуляторов. Рассмотрены методы синтеза, кристаллическая и электронная структуры катодных материалов текущего и следующего поколений на основе слоистых никельсодержащих оксидов. Обсуждены актуальные проблемы современного материаловедения, которые необходимо решить для успешной коммерциализации высокоемких катодных материалов нового поколения.

Лигнин — один из самых распространенных биополимеров на Земле — является постоянным объектом многочисленных фундаментальных и прикладных исследований. Переработка лигнина представляет собой актуальную задачу биорефайнинга. Обзор «Последние достижения в химии лигнинов: фундаментальные исследования и практическое применение», 👨‍🎓👨‍🎓Э.И.Евстигнеев, Д.Н.Закусило, Д.С.Рябухин, А.В.Васильев, обсуждает актуальные данные о строении и биосинтезе лигнина, подробно анализирует направления валоризации лигнина: пиролиз и карбонизация, получение композитов, сополимеров и наночастиц, синтез практически значимых низкомолекулярных веществ, получение гидро- и аэрогелей и др. Отмечается, что в настоящее время практическое применение лигнина развивается в двух направлениях: валоризации технических лигнинов как таковых, без предварительной деполимеризации и валоризации через низкомолекулярные соединения, главным образом мономеры, образующиеся в результате деструкции лигнинов различными методами.

Принципиальным решением проблемы повышения селективности гетерогенных катализаторов, широко использующихся как в промышленности, так и в лабораторной практике благодаря высокой активности, термической стабильности и простоте отделения от реакционной смеси, является разработка методов, позволяющих синтезировать каталитические системы с однородными активными центрами. Все большее внимание исследователей привлекает создание «одноатомных» гетерогенных каталитических систем, активные центры которых состоят из единственного атома активного металла. В обзоре «Развитие методологии single-atom catalyst в современном катализе», 👨‍🎓👩‍🎓И.С.Машковский, П.В.Марков, А.В.Рассолов, Е.Д.Патиль, А.Ю.Стахеев, подробно рассмотрены вопросы получения и характеризации «одноатомных» катализаторов, а также их использование в ряде ключевых каталитических реакций. Впервые проанализирована возможность тонкой настройки структуры поверхности «одноатомных сплавных» каталитических систем с помощью адсорбционно-индуцированной сегрегации.

Термин «нанозим» впервые был введен для катализаторов трансфосфорилирования на основе золотых наночастиц, по аналогии с номенклатурой каталитических полимеров (синзимов). Преимущества нанозимов по сравнению с соответствующими ферментами заключаются в том, что они характеризуются значительной операционной стабильностью по сравнению с нестабильными по своей природе биологическими катализаторами и при этом намного дешевле биомолекул. Эти свойства позволяют ожидать, что нанозимы смогут заменить ферменты в их практическом применении. Обзор профессора МГУ Аркадия Аркадьевича Карякина «Каталитические свойства нанозимов, имитирующих пероксидазу» представляет собой первую попытку критического анализа каталитических свойств нанозимов, имитирующих фермент пероксидазу. С этой целью рассмотрены основные факторы, влияющие на активность наночастиц, и проводится систематизация каталитических свойств, позволяющая достоверно сравнивать различные наноматериалы.

Экспериментальная и теоретическая химия 1,2,3,4-тетразинов активно развивается последние 20 лет. Всё возрастающий интерес к этому классу соединений связан с тем, что 1,2,3,4-тетразиновый цикл является перспективным "строительным блоком" для создания высокоэнергетических и физиологически активных веществ. В обзоре «Успехи химии 1,2,3,4-тетразинов», 👨‍🎓👨‍🎓 М.С.Кленов, А.А.Воронин, А.М.Чураков, В.А.Тартаковский, рассмотрены различные типы 1,2,3,4-тетразинов, обсуждены методы синтеза и реакционная способность этих соединений, их кристаллографические особенности, спектральные характеристики и термическая стабильность. Представлены результаты квантово-химических исследований производных 1,2,3,4-тетразина. Рассмотрена перспектива применения 1,2,3,4-тетразинов в качестве энергоемких веществ.

Пирролы и их производные исследуют уже более века в самых различных аспектах, в том числе касающихся методов их синтеза и разнообразных применений как в медицинской химии, так и в химии новых материалов. В обзоре «Замещенные пирролы на основе кетонов: перспективы использования и достижения в синтезе», 👨‍🎓🧑‍🎓А.В.Иванов, В.С.Щербакова, Л.Н.Собенина, рассмотрено применение пирролов и соединений на их основе в фармацевтике и различных отраслях технологий, в которых пиррол играет ключевую роль, при этом акцент сделан на работы, не вошедшие в ранее опубликованные обзоры. Во второй части обзора обобщены результаты за последние 15 лет в синтезе пирролов из широко распространенных карбонильных соединений, выбор которых обусловлен широкой доступностью данного ряда и возможностью варьировать заместители. Подобная систематизация предлагается впервые.

В последнее время появилось много обзоров, посвященных использованию механохимии в синтезе органических соединений. Однако сведения о прямом механохимическом галоидировании в этих обзорах весьма скудны и обычно ограничены несколькими примерами. В большинстве публикаций, посвященных синтезу галогенпроизводных органических соединений, используют предварительное введение галогена в субстрат и/или реагент, а затем проводят механохимический синтез. Этот синтез включает разнообразные органические реакции. Наибольший интерес для химиков-органиков представляет прямое механохимическое галоидирование органических соединений, как один из методов «зеленой химии». Обзор «Механохимический синтез галогенорганических соединений: взгляд синтетика» профессора Г.И.Бородкина посвящен применению механохимии в органическом синтезе именно с точки зрения синтетика и не рассматривает фундаментальные основы механохимии.

Микроволновый нагрев является перспективной технологией обработки современных материалов и основан на использовании диэлектрических потерь материалов в электромагнитном поле, а его основные достоинства составляют высокая скорость нагрева и низкое потребление энергии. Изучение воздействия микроволновой обработки при создании компонентов твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ) позволяет глубже понять потенциальные преимущества и проблемы, связанные с микроволновым спеканием. В обзоре проф. Z.Tao с сотр. «Применение микроволновой технологии в области твердооксидных топливных элементов» проанализирована актуальная информация о контроле микроструктуры и об улучшении характеристик материалов для ТОТЭ путем использования микроволновой технологии. Обсуждены лежащие в их основе механизмы, что позволит специалистам оценить потенциал микроволновой обработки как конкурентно способного метода оптимизации свойств материалов для ТОТЭ и повышения их общей производительности.

Практически все публикации, посвященные исследованию антимикробной активности металлокомплексных соединений, начинаются с обсуждения резко возрастающей резистентности распространенных патогенных штаммов к используемым клиническим антибиотикам и противогрибковым препаратам. Устойчивость к антибиотикам считается одной из основных глобальных проблем общественного здравоохранения в XXI веке. При анализе результатов скрининга на антимикробную активность большого числа металлсодержащих соединений оказалось, что с точки зрения выявленной активности комплексы палладия находятся в тройке лидеров. В обзоре «Комплексы палладия — перспективные противомикробные препараты», 👩‍🎓👨‍🎓 О.А.Залевская, Я.А.Гурьева, А.В.Кучин, обобщены и систематизированы опубликованные научным сообществом за последние три года результаты исследований антибактериальной и противогрибковой активности комплексов палладия с органическими лигандами, включая терпеновые, которые являются предметом исследований авторов настоящего обзора.

Дорогие коллеги!
Наш журнал является информационным спонсором международной конференции “Advances in Synthesis and Complexing”, которая планируется к проведению 26-30 мая 2025 г. в РУДН (Москва).
Представительный интернациональный программный комитет приглашает к обсуждению последних достижений в области органической, физической и коллоидной, неорганической и координационной химии. Будет интересно, приходите!