Российский
химико-технологический
университет имени Д.И. Менделеева
D.Mendeleev University of Chemical Technology of Russia
125047 Москва, Миусская пл., 9  |  (499) 978-86-60
Версия ЧБ
Проводятся технические работы на сайте. Приносим извинения за доставленные неудобства

Кафедра химии и технологии органических соединений азота

Общая информация

Кафедра готовит специалистов широкого профиля в области химии и технологии органических соединений азота. Азот обладает удивительной способностью аккумулировать химическую энергию и трансформировать ее в другие виды энергии  и в полезную работу. Химия жизни – это химия азотсодержащих веществ.

Соединения азота - это основа современных энергоемких материалов - взрывчатые вещества, пороха, твердые ракетные топлива, пиротехнические составы. Надежная обороноспособность нашей страны может быть обеспечена только при высоком уровне развития науки и промышленности в области взрывчатых веществ, порохов и ТРТ.

Соединения азота широко используются в народном хозяйстве. Многие промышленные технологии не могут быть реализованы без использования полезной энергии горения и взрыва. Эти процессы широко применяются при добыче полезных ископаемых, в строительстве, в средствах пожаротушения, при получении особо прочных высокочистых новых материалов (нитриды и технические алмазы), а также для запуска космических аппаратов и управления их движением. Химия азотсодержащих веществ лежит в основе производства эффективных лекарственных средств, кино- и фотоматериалов, высокомолекулярных соединений, минеральных удобрений и т.п.

Студенты кафедры обучаются 5,5 лет и получают фундаментальную подготовку в области:

  • химии, химической физики;
  • синтеза и технологии новых органических соединений азота (нитро-, азидопроизводные и гетероциклические соединения), которые с равным успехом могут использоваться как энергоемкие, так и биологически активные вещества;
  • изучения кинетики и механизма химических реакций, закономерностей гетерогенного катализа (открывающих возможности для создания новых современных производств и продуктов);
  • исследования быстропротекающих процессов (разложение, горение, детонация, самораспространяющийся высокотемпературный синтез).

Повышенное внимание уделяется теоретическим основам безопасности технологических процессов и вопросам экологии. Научно исследовательская работа студентов выполняется с использованием современного оборудования и приборов и вычислительной техники. Откликаясь на требования времени, на кафедре проходит компьютеризация учебного процесса, внедряются передовые информационные технологии, открыт доступ к компьютерной сети Интернет. Кафедра осуществляет широкое международное сотрудничество, налажены контакты со многими зарубежными университетами, ведущие ученые кафедры участвуют в международных симпозиумах и семинарах, приглашаются для чтения лекций в зарубежные университеты. Вновь появились возможность для молодых ученых-иностранцев продолжить свое образование в магистратуре или аспирантуре РХТУ под руководством ученых кафедры.

Выпускники кафедры являются химиками-технологами широкого профиля, что позволяет им работать в институтах Академии Наук и отраслевых научно-исследовательских институтах, на промышленных предприятиях, в экспертных лабораториях МЧС, МВД, ФСБ. Выпускники кафедры востребованы также в организациях, связанных с синтезом и технологией органических соединений, физико-химическими исследованиями.

За годы работы кафедры с 1935 года на ней подготовлено более 2000 специалистов. Многие выпускники стали кандидатами и докторами наук, известными руководителями в НИИ и в промышленности, лауреатами Ленинской, Государственной премий и премии Совета Министров СССР и Правительства РФ.

Историческая справка и достижения кафедры

Кафедра “Химия и технология органических соединении азота” (ХТОСА) была создана в составе организованного в 1935 г. инженерного химико-технологического факультета (ИХТ) МХТИ им.Д.И.Менделеева с целью подготовки инженеров-технологов в области получения и применения в оборонной и гражданской промышленности взрывчатых веществ, большинство которых в химическом плане являются азотсодержащими соединениями. Кафедру возглавил крупный специалист в химии и технологии нитросоединений профессор А.Г.Горст, а известный исследователь свойств взрывчатых веществ (ВВ) К.К. Андреев стал профессором по курсу теории ВВ. Студенческий контингент был отобран со старших курсов органического факультета МХТИ, и уже в 1937 г. состоялся первый выпуск.

С 1937 по 1964 г. кафедрой заведовал выдающийся ученый в области теории взрывчатых веществ лауреат Государственной премии СССР, профессор К.К. Андреев. Работы профессора К.К. Андреева способствовали возникновению в послевоенный период многих новых научных и технических направлений, которые успешно развиваются сегодня как в РХТУ, так и в РАН и отраслевых институтах страны. Велик вклад К.К. Андреева, его учеников и последователей в развитие теории устойчивого и нестационарного горения энергетических конденсированных систем (ЭКС), теории катализа горения, антигризутности, медленного термического превращения энергетических материалов и их смесей, в решении проблем химической стойкости, в теорию и практику безопасности производства и применения ЭКС. В этой связи следует отметить учеников К.К. Андреева — известных ученых А.П. Глазкову, А.И. Гольбиндера, Л.В. Дубнова, Б.Н. Кондрикова, Б.С. Светлова, А.Е. Фогельзанга.

В период с 1957 по 1965 год на кафедре обучались студенты и молодые талантливые ученые из стран народной демократии: Китая, Чехословакии, Венгрии, Болгарии, Вьетнама, Польши. С отличием окончил институт и успешно защитил диссертацию Фам Ван Донг, впоследствии ректор Ханойского политехнического института, стали профессорами политехнического института в Пекине, учившиеся на кафедре в аспирантуре, Лю Бао Фен и Сун Цуан Цай (последний многие годы заведовал родственной кафедрой в этом институте), Л. Дюрица руководил крупнейшим в Венгрии химическим комбинатом "Nitrokemia".

После кончины К.К. Андреева с 1964 г. по 1979 г. кафедрой заведовала заслуженный деятель науки и техники РСФСР, лауреат Государственной премии СССР, профессор Е.Ю. Орлова.  Ею разработаны теоретические основы противоточного нитрования ароматических углеводородов. Е.Ю. Орлова стала первой в мире женщиной — профессором в области технологии ВВ. Под ее руководством на кафедре сформировалась научная школа химиков-технологов, выросли выдающиеся ученые и педагоги, работающие в РХТУ: проректор по учебной работе, профессор В.Ф. Жилин, доценты Г.М. Шутов, В.Л. Збарский и многие другие. Школу профессора Е.Ю. Орловой отличает тщательный анализ и глубокое изучение технологии ЭКС. Наряду с технологическими разработками много внимания уделяется синтезу и изучению реакционной способности ароматических и насыщенных циклических полиазотистых соединений.

С 1979 по 1997 г. кафедрой заведовал крупный специалист в области химии ЭКС, заслуженный деятель науки и техники РФ, лауреат Государственной премии СССР, профессор Б.С. Светлов, бывший в течение многих лет проректором МХТИ по научной работе.

Борис Сергеевич

Светлов

И профессор Е.Ю. Орлова и профессор Б.С. Светлов многое сделали для повышения уровня учебной и научной работы кафедры и одновременно бережно хранили те традиции, которые были заложены основателями кафедры. Начатые по инициативе и под руководством К.К. Андреева систематические исследования реакционной способности ЭКС, их термической стабильности были с большим успехом продолжены Б.С. Светловым, Ю.Я. Максимовым, Б.А. Лурье, В.А. Коробаном, В.П. Шелапутиной.

Работы К.К. Андреева в области теории горения продолжали Б.Н. Кондриков, А.П. Глазкова, Б.С. Светлов, А.Е. Фогельзанг, В.Я. Аджемян. Цикл работ, посвященный выяснению связи между скоростью горения и строением энергетических материалов, уникальнейший по широте охвата соединений разных химических классов проведен А.Е. Фогельзангом, В.П. Синдицким, В.В. Серушкиным, В.Ю. Егоршевым.

Теоретическими и прикладными задачами, связанными с детонационными процессами, активно занимались Б.Н. Кондриков, В.Г. Хотин, В.Э. Анников, Г.Д. Козак. В последние годы на кафедре Б.С. Светловым и В.Г. Хотиным проводились систематические исследования тонкого неорганического синтеза в детонационной и ударной волнах.

Важнейшее направление в науке о горении, начатое К.К. Андреевым еще в 30-е годы — теория воспламенения и устойчивости горения, с успехом продолжали Б.Н. Кондриков, В.Э. Анников, Г.Д. Козак, В.М. Райкова. Комплексный подход этих исследователей к проблемам возникновения, распространения и затухания волн горения и взрыва в ЭКС привел к созданию нового направления в химической технологии — теории надежности и безопасности технологических процессов (НБТП). Для подготовки специалистов этого профиля в 1996 г. на ИХТ факультете была организована кафедра НБТП, которую возглавил ученый с мировым именем, профессор Б.Н. Кондриков.

Кафедру ХТОСА всегда отличала тесная связь научных исследований с промышленностью. Профессор А.Г. Горст и его сотрудники И.И. Заоченский и Е.Ю. Орлова принимали активное участие в создании теоретических основ технологии одного из важнейших ВВ — тротила, что позволило во время Великой Отечественной войны повысить выпуск продукции, сократив расход сырья. Профессор К.К. Андреев еще в довоенный период заложил научные основы оценки безопасности многих важных ЭКС, впервые обратив внимание на важную роль неустойчивых переходных быстропротекающих химических процессов. Им же впервые показана еще до войны возможность каталитического управления процессами горения. Теоретические и практические разработки кафедры в этом направлении (Б.С. Светлов, А.Е. Фогельзанг, В.Я. Аджемян, В.П. Синдицкий, В.В. Серушкин, В.Ю. Егоршев) привели к внедрению на производстве эффективных методов увеличения скорости горения различных композиций.

В результате совместной работы кафедры (А.И. Гольбиндер и Б.С. Светлов) с кафедрой ХТВМС (А.П. Денисюк и Н.Г. Токарев) впервые была сформулирована и практически реализована идея химически связанных с компонентами баллиститных порохов катализаторов горения.

Огромный экспериментальный материал по закономерностям горения энергетических материалов, детальное изучение процесса перехода горения быстрогорящих веществ во взрыв позволило А.Е. Фогельзангу, В.П. Синдицкому, В.В. Серушкину, В.Ю. Егоршеву, В.И. Колесову создать и внедрить в промышленность новые средства инициирования, более безопасные и экологичные по сравнению с существующими.

Александр Евгеньевич

Фогельзанг

В 1997 году профессора Б.С.Светлова на посту заведующего кафедрой сменил известный специалист в области горения ЭКС, профессор А.Е.Фогельзанг (1937-1999). Ему пришлось руководить кафедрой в трудный период экономического спада в стране. А.Е.Фогельзангу удалось в непростых условиях последних лет перестроить научную работу кафедры и развить международные контакты. После безвременной кончины А.Е.Фогельзанга на посту заведующего кафедрой находится сотрудник его группы, профессор В.П.Синдицкий.

Синдицкий В.П.

Созданные на кафедре научные школы продолжают активно работать, развивая и углубляя достижения в научно-исследовательской и опытно-конструкторской работе и в подготовке высококвалифицированных кадров. Основными научными направлениями кафедры в настоящее время являются как традиционные химия и технология азотсодержащих энергоемких соединений, термическое разложение и горение энергетических материалов, применение энергоемких материалов для решения различных технических задач, включая разработку новых средств инициирования горения и взрыва, так и новые, такие как создание информационных компьютерных баз данных по свойствам энергетических материалов.

В настоящее время кафедра владеет технологией получения практически всех современных перспективных взрывчатых веществ. Разработаны эффективные методы синтеза нитропроизводных моно‑, ди- и трициклических мочевин, среди которых такие известные соединения как кетобициклооктоген, кетогексоген, динитрогликольурил, тетранитрогликольурил, тетранитротетраазобициклонанон  и другие. Исследованы пути синтеза и реакционная способность 1,3,3-тринитроазетидина. Получен ряд новых полифункциональных соединений на основе N-нитроазетидина, разработан способ получения гетероциклических a-нитроазидов  и полифункциональных виц-триазолов на их основе. В последнее время уделяется большое внимание особенностям синтеза симметричных и несимметричных производных 1,2,4,5-тетразина. Новые соединения данного класса могут быть использованы для синтеза перспективных полиазотистых структур и/или представляют самостоятельный интерес как компоненты энергетических композиций. Большое внимание на кафедре уделяется процессам получения и изучения свойств малочувствительных ВВ, одного из основных направлений в развитии современных боеприпасов. Кафедра занимает ведущие позиции в стране по синтезу и исследованию металлсодержащих энергетических материалов.

На факультете продолжаются систематические исследования термической стабильности энергетических материалов. Установлен механизм термического распада 1,1-диамино-2,2-динитроэтилена, исследовано влияния агрегатного состояния на кинетические параметры термического распада малочувствительных ВВ диаминоазофуразана и диаминоазоксифуразана. На основании использования результатов термопарных исследований совместно с данными по скоростям горения на кафедре ХТОСА разработан уникальный метод получения кинетических параметров разложения энергетических материалов в приповерхностном слое горящего вещества при очень высоких температурах, при которых время жизни молекулы составляет доли секунды. Получены кинетические параметры распада быстрогорящих соединений – алифатических, ароматических и гетероциклических азидов, металлических солей нитрофенолов, а также кинетические параметры распада нестойких соединений – нитрита и хлората аммония. Кинетические данные по разложению в волне горения окислителей перхлората, нитрата и нитроформата аммония, мощных взрывчатых веществ гексанитрогексаазавюрцитана, октогена и других нитраминов позволили не только значительно расширить температурные интервалы исследований, но и понять механизм горения этих соединений.

В последние годы сотрудники кафедры внесли большой вклад в установление механизма горения используемых и перспективных окислителей – перхлората, нитрата и динитрамида аммония, нитроформата гидразина, высокоэнергетических наполнителей нитраминного ряда (октогена, гексанитрогексаазоизовюрцитана, тринитроазетидина и других циклических нитраминов), полиазотистых энергетических материалов класса тетразолов и азидов. Полученные результаты были использованы не только при установлении механизма горения ТРТ, содержащих эти вещества в качестве компонентов, но и при создании твердотопливных композиций с новыми компонентами. На кафедре ведутся интенсивные работы по исследованию баллистических характеристик энергетических материалов в нестационарных условиях, определены динамические характеристики горения для композиций различного состава, что позволяет выдавать практические рекомендации по созданию наиболее оптимальных композиций и использованию этих композиций для работы в регулируемых двигательных установках.

Работы изучению закономерностей горения металлсодержащих энергетических материалов позволяют разрабатывать новые материалы, которые находят применение как более безопасные ИВВ в капсюле-детонаторе, а также как компоненты капсюля-воспламенителя, не содержащего в продуктах горения токсичных соединений и тяжелых металлов.

В этих работах активное участие принимают студенты кафедры, получая навыки для будущей научной деятельности.

Следует отметить, что выпускники кафедры успешно работали и работают не только в управлении, в промышленности, но и в различных академических и отраслевых институтах, в первую очередь, в Институте химической физики им. Н.Н. Семенова, Институте органической химии им. Н.Д. Зелинского. Можно отметить таких известных выпускников кафедры как лауреат Государственной премии СССР, заведующий лабораторией ИОХ РАН профессор О.А. Лукьянов, доктор химических наук А.С. Ермаков, видные бизнесмены М.Б. Ходарковский, В.П. Евтушенков.

Коллектив кафедры ХТОСА - сплав опыта и молодости (2006 г.)