Лаборатория нефтехимического синтеза
К.М. Шалмагамбетов является крупным специалистом в области тонкого органического синтеза, химии фосфорорганических соединений, металлокомплексного катализа и нефтехимии. Основные результаты научных исследований К.М. Шалмагамбетова относятся к области тонкого органического синтеза. Работы его посвящены развитию ряда принципиальных теоретических вопросов органической химии и нефтехимии и решению связанных с ними задач, относящихся к области прикладной химии. Им разработаны новые пути синтеза широкого ряда органических соединений, обладающих разными биологическими активностями и другими практически полезными свойствами.
С 1987 года Х.А. Суербаевым начато и успешно развивается К.М. Шалмагамбетовым новое для Казахстана направление научных исследований – «Органические синтезы на основе одноуглеродных молекул (СО, СО2, СН4)». Следует отметить важность и перспективность данного направления научных исследований. Использование моноксида углерода, диоксида углерода и метана в качестве сырьевой базы промышленного органического синтеза имеет громадное значение в ресурсосберегающей технологии и имеет важное природоохранное значение. В рамках работ в вышеназванном направлении К.М. Шалмагамбетовым с сотрудниками (Ж.Ж. Жаксылыкова, Ф.М. Канапиева, Н.Ж. Кудайбергенов, Н.А. Мейрбеков) развиты научные исследования в области гидроалкоксикарбонилирования олефинов моноксидом углерода и спиртами в присутствии гомогенных металлокомплексных катализаторов, карбоксилирования гидроксиароматических углеводородов легкодоступными производными диоксида углерода – щелочными солями алкилугольных кислот и парциального каталитического окисления природного газа в спирты.
Гомогенные металлокомплексные катализаторы в настоящее время вызывают огромный интерес и на них возлагаются большие надежды в решении важных проблем, касающихся экономии сырья и энергии при осуществлении многих промышленных процессов основного органического и нефтехимического синтеза. К.М. Шалмагамбетовым с сотрудниками найдены новые, эффективные каталитические системы на основе фосфиновых комплексов палладия для реакции гидрокарбалкоксилирования олефинов моноксидом углерода и спиртами при низких давлениях моноксида углерода (≤ 2 МПа), позволяющие в одну стадию легко и удобно получать практически ценные сложные эфиры карбоновых кислот из дешевого исходного сырья: олефинов (продукты нефтеперерабатывающей промышленности), моноксида углерода (нефтехимический продукт и крупнотоннажный выброс многих промышленных производств) и спиртов. Исследован механизм протекания процесса, найдены способы предварительной активации и многократного использования разработанных эффективных металлокомплексных катализаторов.
Поиск путей использования диоксида углерода как источника углерода в органическом синтезе является одной из важнейших проблем современной органической химии. К.М. Шалмагамбетовым с сотрудниками впервые широко исследована реакция карбоксилирования гидроксиаренов (фенолов, нафтолов) легкодоступными производными диоксида углерода – щелочными солями алкилугольных кислот. Предложен механизм протекания реакции и определены оптимальные условия проведения процесса. Найдены способы региоселективного карбоксилирования гидроксиаренов и их производных щелочными солями алкилугольных кислот. Разработаны новые, эффективные методы синтеза многих практически важных производных гидроксибензойных и гидроксинафтойных кислот.
Результаты проведенных в данном направлении научных исследований могут найти широкое практическое применение. Доведены до внедрения исследования по разработке новых, экологически чистых способов получения лекарственных средств «Нововалидол» (аналог лекарственного средства «Валидол»), «Корвалол- К» (аналог широкоупотребляемых лекарственных средств «Корвалол» и «Валокордин») и «Этиловый эфир α-бромизовалериановой кислоты». Разработаны новые эффективные способы получения лекарственных средств «Салициловая кислота», «Ацетилсалициловая кислота», «п-Аминосалициловая кислота», «Натриевая соль п-аминосалициловой кислоты» и полупродукта для получения многих биологически активных веществ – п-гидроксибензойной кислоты.
Работы К.М. Шалмагамбетова и его сотрудников по разработке новых, конкурентноспособных способов получения лекарственных препаратов имеют большое значение для развития фармацевтической индустрии Казахстана. Об этом свидетельствует то, что освоение промышленного производства лекарственных средств «Нововалидол», «Корвалол – К» и «Этиловый эфир α-бромизовалериановой кислоты» по разработанным новым способам их получения включено в «Государственную программу развития фармацевтической и медицинской промышленности Республики Казахстан» (Утверждена Указом Президента РК № 3621 от 20 августа 1997 г.)
К.М. Шалмагамбетов – автор более 130 научных публикаций, в том числе более 12 изобретений, 11 учебных пособий для студентов ВУЗов.
Шалмагамбетов Каиржан Мустафинович (https://orcid.org/0000-0002-5660-9208) – Заведующий лабораторией, доктор химических наук по специальности «органическая химия», работает в области органической химии, катализа, нефтехимии и фармацевтической химии. В настоящее время является заведующим лабораторией «нефтехимические синтезы» Центра физико-химических методов исследования и анализа при КазНУ им. аль-Фараби. Область научных интересов органическая химия, катализ (гомогенный и гетерогенный), каталитическое карбонилирование, «зеленые» экологичные синтезы на основе оксидов углерода. В данных областях науки имеет более 130 научных публикации в международных научных журналах и журналах рекомендованных ККСОН. Индекс Хирша (h-index) Шалмагамбетова К.М. согласно базы данных составляет 3 (Web of Science/Scopus) | |
Жаксылыкова Гулбану Жаксылыковна (https://orcid.org/0000-0003-2390-0688), кандидат химических наук. В настоящее время является и.о. доцента кафедры физической химии, катализа и нефтехимии КазНУ им. аль-Фараби и старшим научным сотрудником лаборатории «нефтехимические синтезы» Центра физико-химических методов исследования и анализа при КазНУ им. аль-Фараби. Г.Ж. Жаксылыкова – автор более 100 научных публикаций, в том числе 9 монографий, более 70 научных статей, более 10 изобретений (авторские свидетельства, патенты), 4 учебников, рекомендованных Министерством образования и науки Республики Казахстан. Г.Ж. Жаксылыкова имеет h-индекс 2 (Web of Science и Scopus) |
|
Канапиева Фатима Мухидиновна (https://orcid.org/0000-0002-9829-3117). Кандидат химических наук. В настоящее время является старшим преподавателем кафедры физической химии, катализа и нефтехимии КазНУ им. аль-Фараби и старшим научным сотрудником лаборатории «нефтехимические синтезы» Центра физико-химических методов исследования и анализа при КазНУ им. аль-Фараби. Ф.М. Канапиева – автор более 50 научных публикаций, Ф.М. Канапиева имеет h-индекс 2 (Web of Science и Scopus) | |
Кудайбергенов Нурболат Жарылкасынулы (https://orcid.org/0000-0002-4641-6779) доктор философии (PhD) по химии. В настоящее время является старшим преподавателем кафедры физической химии, катализа и нефтехимии КазНУ им. аль-Фараби и старшим научным сотрудником лаборатории «нефтехимические синтезы» Центра физико-химических методов исследования и анализа при КазНУ им. аль-Фараби. Область научных интересов органическая химия, катализ (гомогенный и гетерогенный), каталитическое карбонилирование, карбоксилирование и «зеленые» экологичные синтезы. В данных областях науки имеет более 40 научных публикации в международных научных журналах и журналах рекомендованных ККСОН. Индекс Хирша (h-index) Кудайбергенова Н.Ж. согласно базе данных составляет 3 (Web of Science/Scopus) |
- Найдены новые, эффективные каталитические системы на основе фосфиновых комплексов палладия для реакции гидрокарбалкоксилирования олефинов моноксидом углерода и спиртами при низких давлениях моноксида углерода (≤ 2 МПа), позволяющие в одну стадию легко и удобно получать практически ценные сложные эфиры карбоновых кислот из дешевого исходного сырья: олефинов (продукты нефтеперерабатывающей промышленности), моноксида углерода (нефтехимический продукт и крупнотоннажный выброс многих промышленных производств) и спиртов.
- Исследован механизм протекания процесса, найдены способы предварительной активации и многократного использования разработанных эффективных металлокомплексных катализаторов.
- Предложен механизм протекания реакции и определены оптимальные условия проведения процесса.
- Найдены способы региоселективного карбоксилирования гидроксиаренов и их производных щелочными солями алкилугольных кислот.
- Разработаны новые, эффективные методы синтеза многих практически важных производных гидроксибензойных и гидроксинафтойных кислот.
Результаты проведенных в данном направлении научных исследований могут найти широкое практическое применение.
- Доведены до внедрения исследования по разработке новых, экологически чистых способов получения лекарственных средств «Нововалидол» (аналог лекарственного средства «Валидол»), «Корвалол- К» (аналог широкоупотребляемых лекарственных средств «Корвалол» и «Валокордин») и «Этиловый эфир α-бромизовалериановой кислоты».
- Разработаны новые эффективные способы получения лекарственных средств «Салициловая кислота», «Ацетилсалициловая кислота», «п-Аминосалициловая кислота», «Натриевая соль п-аминосалициловой кислоты» и полупродукта для получения многих биологически активных веществ – п-гидроксибензойной кислоты.
Разработка новых, конкурентноспособных способов получения лекарственных препаратов имеют большое значение для развития фармацевтической индустрии Казахстана. Об этом свидетельствует то, что освоение промышленного производства лекарственных средств «Нововалидол», «Корвалол – К» и «Этиловый эфир α-бромизовалериановой кислоты» по разработанным новым способам их получения включено в «Государственную программу развития фармацевтической и медицинской промышленности Республики Казахстан» (Утверждена Указом Президента РК № 3621 от 20 августа 1997 г.)
Конкурс: Грантовое финансирование молодых ученых по научным и (или) научно-техническим проектам на 2021-2023 годы
Тема проекта: «Разработка научных основ металлокомплексного гидроалкоксикарбонилирования С4-С10
олефинов нефтепереработки» (ИРН:AP09058656).
Актуальность проекта: Проблема рационального использования крупнотоннажного побочного продукта нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) – С4-С10
олефинов технологических газов – весьма актуальна и имеет большую практическую значимость.
В Проекте предлагается разработка научных основ синтеза практически ценных сложных эфиров карбоновых кислот, карбонилированием С4-С10
олефинов технологических газов НПЗ моноксидом углерода и спиртами в присутствии металлокомплексных катализаторов при низком давлении моноксида углерода.
Цель проекта: Разработать научные основы металлокомплексного гидроалкоксикарбонилирования С4-С10 олефинов нефтепереработки используемых для синтеза практически ценных сложных эфиров карбоновых кислот – биологически активные лекарственные средства, душистые вещества, растворители и др.
Команда проекта:
Научный руководитель проекта – Кудайбергенов Нурболат Жарылкасынулы(https://orcid.org/0000-0002-4641-6779), доктор философии (PhD) по химии. Индекс Хирша (h-index) Кудайбергенова Н.Ж. согласно базе данных составляет 3 (Web of Science/Scopus).
Жаксылыкова Гулбану Жаксылыковна (https://orcid.org/0000-0003-2390-0688), кандидат химических наук. Индекс Хирша 2 (Web of Science и Scopus).
Канапиева Фатима Мухидиновна (https://orcid.org/0000-0002-9829-3117), кандидат химических наук. Ф.М. Канапиева имеет h-индекс 1 (Web of Science и Scopus).
Зыкай Меруерт Халыккызы (https://orcid.org/0000-0002-4853-9983), кандидат химических наук.
Пьетробон Лука. В настоящее время является PhD-докторантом Венецианского университета Ка Фоскари (Италия, Венеция). Индекс Хирша Пьетробон Лука согласно базы данных Web of Science/Scopus, составляет 4.
Мейрбеков Нурканат Аязбайулы (https://orcid.org/0000-0001-6440-3544),магистр техники и технологии. PhD-докторант 1-курса по специальности «Химия» КазНУ им. аль-Фараби
Мамырхан Диана Батырханкызы, магистрант 1-го курса по специальности «Нефтехимия» КазНУ им. аль-Фараби
Статьи в журналах входящих в базы Web of Science/Scopus
1) Khakim A. Suerbaev, Mayliby K. Aldabergenov, Nurbolat Zh. Kudaibergenov. Carboxylation of hydroxyarens with metal alkyl carbonates // Green Process. Synth. – 2015.- 4. P.91-95. DOI: 10.1515 / gps-2014-0098.
2) Kh.A. Suerbaev, N.Zh. Kudaibergenov, N.O. Appazov, G.Zh. Zhaksylikova. Synthesis of L-mentylisovalerate by esterification of isovaleric acid with L-menthol under microwave irradiation. // Russ. J. Org. Chem. 2016. – V.52, №4. – P.585-586. / DOI: 10.1134/S1070428016040205.
3) Kh.A. Suerbaev, E.G. Chepaikin, N.Zh. Kudaibergenov, G.Zh. Zhaksylikova. Synthesis of Cresotic Acids by Carboxylation of Cresols with Sodium Ethyl Carbonate. // Petroleum Chemistry. 2016. – V.56, №7. – P. 646-650. / 10.1134/S0965544116070161.
4) Kh.A. Suerbaev, N.Zh. Kudaibergenov, A.K. Kurmansitova. Catalytic Hydroethoxycarbonylation of Octene-1 in the Presence of the System PdCl2(PPh3)2–PPh3–AlCl3. Russ. J. Gen. Chem. 2016. – V.86, №9. P.1562-1563. / DOI: 10.1134/S1070363216090243.
5) Kh.A. Suerbaev, N. Zh. Kudaibergenov, A. Vavasori. Hydroethoxycarbonylation of α-Olefins at Low Pressure of Carbon(II) Oxide in the Presence of the PdCl2(PPh3)2–PPh3–AlCl3 System // Russ. J. Gen. Chem. – 2017. – Vol. 87, №4, – P. 707–712. DOI: 10.1134/S1070363217040089.
6) Kh. A. Suerbaev, E. G. Chepaikin, N. Zh. Kudaibergenov, Carboxylation of o-, m-, and p-chlorophenols with sodium ethyl carbonate / Petroleum Chemistry, 2017. Vol.57, P.: 436-440. DOI: 10.1134/S0965544117050103
7) Kh.A. Suerbaev, Mayliby K. Aldabergenov, Nurbolat Zh. Kudaibergenov. Carboxylation of phenol and its derivatives with sodium ethyl carbonate // Green Process. Synth. – 2017. DOI: 10.1515/gps-2016-0116.
8) Vavasori A., Bravo S., Pasinato, F., Kudaibergenov N., Pietrobon L., Ronchin L. Supported palladium metal as heterogeneous catalyst precursor for the methoxycarbonylation of cyclohexene. Molecular Catalysis. 2019 №110742. DOI: 10.1016/j.mcat.2019.110742.
Патенты РК
1) Инновационный патент Республики Казахстан №29961. Способ получения 4-метил-2-гидроксибензойной кислоты. Заявл. 03.07.2014 // Промышл. собственность. Офиц. бюлл. – 2015. №6. – C. 72 / Х.А. Суербаев, Н.Ж. Кудайбергенов, Г.Ж. Жаксылыкова.
2) Инновационный патент Республики Казахстан №29962. Способ получения 5-метил-2-гидроксибензойной кислоты. Заявл. 03.07.2014 // Промышл. собственность. Офиц. бюлл. – 2015. №6. – C. 72 / Х.А. Суербаев, Н.Ж. Кудайбергенов, Г.Ж. Жаксылыкова.
3) Иновационный патент РК №31304. Способ получения l-ментилизовалерата. Заявл. 08.04.2015. // Промышл. собственность. Офиц. бюлл. – 2016. – № 6 (I)б. – С. 34. / Х.А. Суербаев, Н.О. Аппазов, Г.Ж. Жаксылыкова, Н.Ж. Кудайбергенов.
4) Патент РК на полезную модель №1624. Способ получения 5-хлор-2-гидроксибензойной кислоты. Заявл. 12.06.2015. // Промышл. собственность. Офиц. бюлл. – 2016. – № 10. С. 124. / Х.А. Суербаев, Н.Ж. Кудайбергенов, Т.С. Дуйсебаева.
5) Патента РК на полезную модель № 2190. Способ получения 2-гидроксибензойной кислоты и ее метил- и хлорзамещенных производных. / Х.А. Суербаев, Н.Ж. Кудайбергенов, Н.Р. Есенжанова.
6) Патента РК на полезную модель № 2191. Эффективный катализатор реакции гидроэтоксикарбонилирования октена-1 / Х.А. Суербаев, Н.Ж. Кудайбергенов, А.К. Курманситова.
Статьи в журналах рекомендованных КОКСОН
1) А.А. Набиев, Б.С. Джанзакова, С.А. Жумагазы, Н.Ж.Кудайбергенов, Х.А. Суербаев. Карбоксилирование фенола, п-крезола и п-хлорфенола натрийэтилкарбонатом в условиях микроволнового облучения // Изв. НАН РК. Серия хим. и технол. – 2015, -Т. 4, №412. – С.24-30.
2) Т.С. Дуйсебаева, Н.Ж. Кудайбергенов. Х.А. Суербаев. Синтез 5-хлор-2-гидроксибензойной кислоты карбоксилированием п-хлорфенола натрийэтилкарбонатом // Изв. НАН РК. Серия химии и технол. – 2015. – Т.4, № 412. – С. 31-37.
3) М.С. Сержан, М.К. Кайыргалиев, М. Бектасов, Н.Ж. Кудайбергенов, Н.О. Аппазов, Х.А. Суербаев. Гидроэтоксикарбонилирование гексена-1 в присутствии системы PdCl2(PPh3)2-PPh3-AlCl3 // Известия НАН РК. 2016. – №3. – С. 46-51.
4) Н.Р. Есенжанова, Г.Б. Бурашев, Н.Ж. Кудайбергенов, Х.А. Суербаев. Карбоксилирование фенола и его производных натрийэтилкарбонатом в условиях микроволнового облучения // Известия НАН РК. 2016. – №3. – С. 196-201.
5) Х.А. Суербаев, Н.Ж. Кудайбергенов, К.Б. Елибай. Карбонилирование терминальных олефинов моноксидом углерода и спиртами в присутствии фосфиновых комплексов палладия // Доклады НАН РК. 2017. – №4. – С. 85-107.
6) Х.А. Суербаев, Н.Ж. Кудайбергенов, Н.Р. Есенжанова, М.К. Кожахмет, А. Гайни. Щелочные соли алкилугольных кислот как карбоксилирующие реагенты фенолов и нафтолов // Известия НАН РК. 2017. – №3. – С. 79-93.
7) Х.А. Суербаев, К.М. Шалмагамбетов, Г.Ж. Жаксылыкова, Н.Ж. Кудайбергенов, М.К. Кожахмет. Исследование каталитической активности K2CO3 в реакции карбоксилирования фенола натрийэтилкарбонатом. Вестник КазНУ. Серия химическая. 2019. №2 (май), С.24-35. DOI:10.15328/cb1061.
8) Г.Ж. Жаксылыкова, Н.О. Аппазов, Н.Ж. Кудайбергенов, Н.Е. Асан. Карбонилирование α-олефинов моноксидом углерода и спиртами в присутствии фосфиновых комплексов палладия. Химический журнал Казахстана. - 2019. - №2. - C. 134-140.
9) F.M. Kanapiyeva, N.Zh. Kudaibergenov, M. Tursynkhankyzy, A.A. Kurmashev Carboxylation of Hydroxyarenes with Potassium Ethyl Carbonate // News оf The National Academy оf Sciences оf the Republic of Kazakhstan. Series Chemistry And Technology. 2020. – №4. – С. 96-103.
10) К.М. Шалмагамбетов, Г.Ж. Жаксылыкова, Ф.М. Канапиева, Н.Ж. Құдайбергенов, Қ.Е. Нарпай, Д.Б. Мамырхан, М. Булыбаев. Циклoгeксeндi үшкoмпoнeнттi PdCl2(PPh3)2-PPh3-AlCl3
жүйeсi қaтысындa гидрoэтoксикaрбoнилдeу // Химический журнал Казахстана. - № 4 - 2020. - C. 220-234.
11) К.М. Шалмағамбетов, Г.Ж. Жақсылықова, Ф.М. Қанапиева, Н.Ж. Құдайбергенов, Б.Ғ. Ауғанбек. Фенолды натрийэтилкарбонатпен асакритикалық көміртек диоксиді ортасында карбоксилдеу // Химический журнал Казахстана. - № 4 - 2020. - C. 177-190.