ДРИМ ХИМ
Кафедра
«Органическая химия»

Одна из старейших в Самарском политехе. Её история началась в 1930 году, когда был создан Самарский химико-технологический институт. С тех пор здесь сформировалась мощная научная школа, исследования и разработки которой известны не только в России. Химики, без преувеличения, – dream-team Политеха, команда мечты опорного университета, неизменно занимающая высокие места
в профессиональных рейтингах учёных, выигрывающая крупные гранты, создающая новые вещества и технологии.

Заведующие кафедрой
1933 – 1936
Доцент Александр Некрасов
1936 – 1966
Профессор Николай Путохин
1966 – 1977
Профессор Адольф Липкин
1977 – 1980
Доцент Николай Стулин
1980 – 2004
Профессор Игорь Моисеев
С 2004
Профессор Юрий Климочкин
Ученик академика
Самарский химико-технологический институт был открыт во многом благодаря замечательному учёному и педагогу Николаю Путохину. Он родился в 1892 году в городе Мосальске Калужской губернии в семье уездного врача. В 1916 году окончил Московский университет, а через год – Московский сельскохозяйственный институт по специальности «Органическая и агрономическая химия». Ещё во время обучения в институте молодым учёным заинтересовался знаменитый профессор-химик, будущий академик Академии наук СССР Николай Демьянов, вместе с которым Путохин проработал шесть лет.

В 1927 году он был избран на должность профессора кафедры органической химии Самарского сельскохозяйственного института. По воспоминаниям его дочери, учёному пообещали квартиру и возможность зарубежных командировок. Во время поездки в Германию у Путохина установились доброжелательные отношения с немецкими коллегами, и он стал получать иностранные журналы по химии, что в те времена было весьма необычно.

В 1934 году Путохину была присуждена учёная степень доктора химических наук без публичной защиты диссертации. Отзыв его наставника, профессора Демьянова, заканчивался следующими строками: «Работы Николая Ивановича, являющегося одним из способнейших моих учеников, протекали в большей части на моих глазах и первоначально под моим наблюдением и руководством, что позволяет мне иметь вполне ясное представление о их качестве и составить определённое мнение о научном знании этих работ и о Н.И. Путохине как учёном. Работы Н.И. отличаются серьёзностью подхода к теме, выражающегося в обстоятельном предварительном ознакомлении с литературой предмета, критическом отношении к литературным данным, тщательности экспериментальной разработки вопроса и достоверности опытных результатов. Работы его являются серьёзным вкладом в науку».


Одна из первых работ Путохина «О синтезе пролина» была высоко оценена и отмечена премией А.М. Бутлерова Русского физико-химического общества. По мнению академика Демьянова, «…этот цикл исследований проведён весьма искусно и успешно… особенно важно открытие нового оригинального и изящного метода синтеза пролина».

Заведующим кафедрой «Органическая химия» в Политехе Путохин проработал до 1966 года. В годы Великой Отечественной войны сотрудники кафедры под его руководством трудились в интересах оборонной промышленности, в частности, разрабатывали новые способы использования отходов сланцевой и нефтяной промышленности.

А вообще одним из главных направлений исследований Николая Путохина стала химия тиофена. Работы в области диазотирования 2-тиофенамина открыли выход на новые азокрасители ряда тиофена. Он также разработал новый метод нитрования тиофеновых субстратов, который был распространён на замещённые тиофены, арил-гетарилтиофены, 2,2-битиенил. Сульфохлорированием тиофена и ряда его производных синтезированы субстраты, на основе которых получены тиофеновые аналоги сульфамидных препаратов.

В послевоенные годы учёный основал кафедру химии ещё и в Куйбышевском авиационном институте. Он – автор более 60 опубликованных научно-исследовательских работ. Его учебник по органической химии, написанный по поручению Министерства высшего образования СССР, выдержал три переиздания, был переведён на вьетнамский язык.

Юрий Климочкин:
«Наука должна быть агрессивной,
чтобы конкурировать с другими потребительскими ценностями»
В персональном рейтинге преподавателей Политеха профессор Юрий Климочкин – лучший. Яркий, харизматичный, глубокий, он – само воплощение духа современной науки.
О своей биографии, об основных направлениях исследований, открытиях и о высшем образовании заведующий кафедрой «Органическая химия» рассказал в интервью научно-популярному журналу «Технополис Поволжья».
Про себя
Юрий Николаевич, давайте вспомним, с чего начался ваш путь в науку. Мечтали ли вы в детстве стать учёным?


– Интерес к науке и технике в детстве был, но мечтал я немного о другом. В какой-то момент хотел стать конструктором, потом появились мысли о военно-морском флоте. В школе мне легко давались физика, математика, но в большей степени – химия и биология. Я участвовал в разных олимпиадах и в конце концов осознанно поступил в Политех на химический факультет.



И сразу занялись исследованиями?

– Понимаете, если студент увлечён наукой, он сразу попадает под «прессинг» преподавателей. На первом курсе куратор звал заниматься многокомпонентными системами к неорганикам – я не пошёл. Было некое давление с кафедры процессов и аппаратов, которой тогда заведовал профессор Валентин Семёнович Сафронов. Я даже занял призовое место на Всероссийской студенческой олимпиаде по процессам и аппаратам, но всё же выбрал научную работу в предметной комиссии пластических масс и на кафедре органической химии. Как раз в это время началось финансирование исследований по борьбе с биологическим оружием, по химиотерапии и химиопрофилактике особо опасных вирусных инфекций. Сформировалась научная группа, в которой я занялся поиском новых антивирусных препаратов. Потом был стандартный путь вузовского учёного: инженер, аспирант, младший научный сотрудник, научный сотрудник, старший научный сотрудник.

На вашей кафедре поиск новых веществ для борьбы с вирусами, кажется, до сих пор – одно из основных направлений исследований.
Да, мы продолжаем работать над этим, но на качественно новом уровне. Тематика со временем всё же меняется, но объекты исследований, подходы остаются. Например, та химия, которой я занимался во время работы над кандидатской диссертацией, посвящённой взаимодействию каркасных соединений с азотной кислотой, сильно отличается от той, с которой пришлось столкнуться в докторской. Докторская диссертация была продолжением, но она другая по масштабу, по глубине постановки проблем. Некоторые говорят, что это плохо, мне же было – хорошо. Я человек, который любит нестационарность. Ведь жизнь не линейна. Если бы всё вокруг двигалось по прямой, не было бы ни эволюции, ни цивилизации. Всегда нужны какие-то скачки, выпуклости, вогнутости. Мне вообще кажется, ничего хорошего в догматизме нет. Надо быть гибким, правильно воспринимать изменения. У нас на кафедре научный поиск достаточно диверсифицирован, я стараюсь не вмешиваться, не давить «старые» направления. Бывает, что-то рождается или потихоньку угасает – это естественный процесс. Главное, что появляется новая проблематика, которая интересна молодёжи и соответствует потребностям времени.


– Как вы считаете, какое влияние на становление личности учёного оказывают учителя? Кто для вас был учителем с большой буквы?

– Об этом нельзя говорить однозначно. Безусловно, влияние учителей огромно. Через одного и того же учителя проходят сотни, тысячи учеников, но всё же каждый человек делает себя сам. Заметный след в процессе моего обучения оставили Юрий Дмитриевич Чуркин и Нина Павловна Фигуровская. Вообще, в конце 70-х годов, когда я стал студентом, преподавательский состав химического факультета был достаточно сильным, уровень преподавания – довольно высоким. Так что наши сегодняшние достижения отражают то, что происходило раньше. Заметен не Климочкин, а химическая школа нашего университета. Не Климочкин, а химики Политеха претендуют на предметный рейтинг QS (а мы имеем большие шансы войти в мировую элиту по этому научному направлению). Сильное преподавание, которое было в Куйбышевском политехническом институте в советские годы, теперь позволяет тем, кто вырос (например, профессору Пимерзину и другим), делать хорошую химию.

Кто сейчас входит в вашу научную команду?
– Нельзя сказать, что есть какая-то особая команда. В общем-то, в исследованиях участвует вся кафедра. Если взять рейтинги лучших преподавателей университета, среди 40 первых доцентов семеро – наши, органические химики. Мне повезло, каким-то образом у нас на кафедре собрались достойные люди, талантливая молодёжь. Талант – вещь такая: с точки зрения теории колебаний норовит выпрыгнуть из ванной. А у нас, к огромной удаче, талантливые ребята нормально воспринимают своё место в жизни и коллективе, работают, не противопоставляя себя другим, помогают друг другу и в результате делают интересные вещи. Есть гранты Президента, Российского научного фонда и Российского фонда фундаментальных исследований. Четыре человека получают стипендию Президента России для молодых учёных. Стремление молодёжи достичь чего-то совпадает с нашими общими устремлениями.


Над чем вы сейчас работаете?
– Лет 20–30 назад я даже представить себе не мог, что через какое-то время мы будем делать что-то для газотурбинных двигателей. Или – разрабатывать специальные вещества для силовых ведомств в рамках гособоронзаказа. Трудно было предположить, какой сложности объекты в области фармтехнологий мы будем делать. Но вот сегодня работаем с латышской Olainfarm, крупнейшей фармацевтической компанией в странах Балтии, внедрили там несколько процессов. У нас продолжает развиваться традиционное направление – химия каркасных соединений, адамантановая химия. Мы сотрудничаем с биологами, разрабатывая антивирусные и противодиабетические вещества, вместе с коллегами из медуниверситета занимаемся исследованиями в области TNF-ингибиторов (молекул, способных влиять на воспаление).
Очень перспективное направление – химия бензаннелированных гетероциклических систем на основе реакций орто-метиленхинонов. Группа наших учёных, которая занимается этими вопросами, очень активна, хорошо публикуется. Есть перспективы практического применения их разработок.
Также на кафедре развивается энантиоселективный катализ в синтезе органических молекул.



Говорят, у вас есть серьёзные достижения и в разработке противоракового препарата.
– Это какой-то спекулятивный элемент, неизвестно откуда взявшийся. Один из выигранных нами грантов, действительно, предполагает создание ингибиторов матриксных металлопротеиназ, но мы пока только в поиске.


Что должно произойти, чтобы проблема была решена?

– На свете существуют разные виды рака и множество препаратов против него. Обычно ставят диагноз «рак такого-то органа». Но ещё десятки нюансов в каждом случае, и некоторые излечимы, а другие нет. К тому же лекарства по-разному действуют на людей. Так что проблема будет всегда. Это запрограммированный механизм изменений организма. У кого-то он запускается в 30 лет, а у кого-то – в 130. Говорят, каждого ждёт свой рак, просто не все до него доживают. Выживаемость, наверное, будет расти, всё зависит от качества и скорости оказания медицинских услуг.


ПРО ХИМИЮ И ХИМИКОВ
– Престижно ли сегодня быть учёным?
– Есть разные составляющие интеллекта: память, абстрактное мышление, оперативное внимание, сообразительность, пространственное воображение. В зависимости от того, какие составляющие в этом спектре более развиты, человек и реализует себя в жизни. Понимание престижа у всех разное. Для одного престижно сидеть за рулём Porsche, а для другого – знать, что у него есть какие-то достижения, признание коллег в научном мире. То, что делает настоящий учёный, остаётся навсегда в разной степени востребованности.
А любой Porsche рано или поздно устареет, надо будет покупать новый.

– Любой учёный, особенно учёный-химик, который занимается поиском новых веществ и соединений, чем-то похож на путешественника-первооткрывателя. Часто ли у вас бывает, как у Колумба: плыл в Индию – открыл Америку?

– Да, бывает, ожидаешь одного – оказывается другое, и оно лучше ожидаемого. У меня такое случилось давно: «не то, что искал» превратилось в промышленный процесс, в результате которого теперь получают аминоадамантаны – действующие вещества, использующиеся в терапии болезни Альцгеймера. Понимаете, у нас, органиков, такая отрасль науки, которая сама себе создаёт предмет изучения. Например, мы знаем про перчатки, которые лежат в шкафу, что они похожи, выглядят и весят одинаково. И вместе с тем они разные, их нельзя надеть одну на другую. Вот так же нам известны характеристики молекул, которые входят в состав живых организмов. Химик, допустим, понимает, что это всё – перчатки правой руки, а ему нужны левые. И он начинает синтезировать левую перчатку. Обычный синтез, без ухищрений, приводит к смеси, в которой одинаковое количество левых и правых, а поскольку они похожи, их трудно разделить. И тогда учёный пытается сделать одну молекулу, один изомер. Тут-то и начинается настоящий научный поиск.

– Что испытывает химик, когда случаются научные победы?

– Эмоции бывают разные, как и пути к победе. Ведь находка находке рознь. Ты можешь идти и случайно что-то найти. Или пойти путём, от которого много ожидаешь, по ступенькам подобраться к сути, открыть ларец, а там – яйцо, а в яйце – иголка. В каждом конкретном случае своя история. Удачно её завершить – в этом и есть счастье учёного. Просто не каждый замечает тот момент, который может быть первой ступенькой к успеху. Как говорится, госпожа удача любит пахоту, находит тот, кто много работает. В науке довольно часто созревает такая ситуация, когда в нескольких точках вырастают одинаковые идеи. Переживать по этому поводу не стоит, параллельность мышления и конкуренция присущи научной среде. У талантливых учёных идеи рождаются каждый день, они им даже ночью снятся.


– Есть ли в химии такие вопросы, ответы на которые она дать не может?

– Их много в любой науке. Со временем меняется лишь восприятие. Например, что-то 20 лет назад было важным, а сейчас думаешь, стоило ли на это «что-то» тратить время? В принципе, можно преодолеть любую гору, взять любую высоту. Вопрос только в том, сколько на это потребуется ресурсов и что мы увидим за этой горой. Может быть, кучу мусора?



– Говорят, нобелевский лауреат 1981 года по химии Роалд Хоффман
в юности увлекался гуманитарными науками. Как химики Политеха относятся к гуманитариям?



– У меня две дочери – гуманитарии. Я ничего не сделал, чтобы они ими стали, просто не препятствовал их стремлению. Наверное, классического антагонизма физиков и лириков в природе не существует. Другое дело, что мы разговариваем на разных языках. Неприятие отчасти связано с тем, что в те годы, когда я был молодым, значительная часть гуманитариев была «в плену» идей научного коммунизма. Тогда они вынуждены были быть более конъюнктурными, чем химики. Теперь наше прошлое даёт своеобразную «отрыжку». А ещё в гуманитарной сфере развелось много наук, которые, на мой взгляд, не имеют право называться науками.
К настоящим гуманитариям я отношусь с уважением. Если человек защищает диссертацию, например, по истории древнего мира, мне кажется, он должен владеть латынью, древнегреческим, арамейским языками. Нужно же читать первоисточники, верно?
ПРО ПОПУЛЯРИЗАЦИЮ НАУКИ
– Существуют полярные взгляды на популяризацию научных знаний. Некоторые полагают, что упрощение и занимательность изложения приводит не только к девальвации труда учёного, но и к появлению псевдонаучных теорий. Что вы думаете о популяризации науки?


– Популяризация – это очень важно. Я даже готов преследовать тех, кто выступает против. Вот сейчас школа старается загнать детей в науку, с участием школьников проводятся конференции. Но что нам может показать ученик, допустим, 4-го класса? Надо понимать, что с него не стоит требовать науки. Конференцию можно использовать как инструмент, чтобы пробудить интерес, чтобы у него возникло желание что-то найти, открыть что-то новое, сделать не так, как все. Я в детстве страшно любил всякие научно-популярные книги, и наши аспиранты теперь, они тоже читают такие книги по астрономии, по ядерной физике. (Хотя я их ругаю. Зачем – надо же по химии читать?!). С другой стороны, если текст талантливо написан, он ставит людям голову на место, когда у них ещё эластичное сознание. Через популяризацию наука должна вести «агрессивный образ жизни», чтобы конкурировать с другими потребительскими ценностями, чтобы не все стремились освоить торговлю биткойнами, например.



– К слову, о книгах. Какие книги вы читали в детстве?

– Это запрещённый вопрос. Читаю очень много, читаю быстро. Сказать, что нравится, трудно. Знаете, я счастливый человек, если иметь в виду время, в котором живу. Я научился читать в пять лет. Тогда не было компьютеров, мобильной связи, интернета, но была районная детская библиотека. Когда непрочитанные книги там закончились, меня за руку отвели в другую, для тех, кто постарше. В аспирантские годы я работал шесть дней в неделю в Политехе, в вытяжном шкафу, или, как говорят химики, «под тягой». В воскресенье шёл в областную библиотеку, в зал реферативных журналов, и сидел там, пока не поджимало желудок. А ещё в своё время я был председателем библиотечного совета нашего университета. Так получилось, что библиотекари вдруг сочли, что Климочкин должен быть председателем. Они, конечно, выбирали того, кого знали.



– Всякий ли учёный может быть популяризатором?

– Нет. Вот я учился в школе по учебнику физики, написанному двумя академиками. Это была ужасная книга. Знаете, часто совершенно не нужно, чтобы популяризатором был талантливый учёный. Популяризатор должен быть талантливым писателем, публицистом, но он должен владеть и соответствующими профессиональными навыками. Хотя, бывают, конечно, исключения.
ПРО ВЫСШЕЕ ОБРАЗОВАНИЕ
– Сегодня задачи высшего образования кардинально поменялись: вместо передачи стандартного набора знаний вузы стали формировать у студента профессиональные компетенции. Как вы относитесь к таким реформам?


– Это правильная идеология. Для современного человека важно не выучить, например, 20 английских слов, а суметь воспользоваться ими в определённой ситуации. Это и есть компетенция.



– А раньше было по-другому?

– Советская система образования была хороша, но она устарела, поскольку следовала немецкому стандарту ХIХ века. Сейчас нужен другой, компетентностный подход. Человек должен научиться мыслить, а не запоминать. На Западе, к примеру, студенты давно сдают экзамены не так, как у нас. Они пишут эссе. Не изложения, а рассуждения на восемь страниц, допустим, о капле на стекле. Понимаете, нельзя стационарно относиться к жизни. В любой момент может произойти событие, которое никто не предугадывал. Чтобы в нём до конца разобраться, нужны компетенции, знания не помогут. Вот в Японии есть атомная электростанция Фукусима-1. Её проектировали с учётом максимальной силы землетрясений, которая была исторически зафиксирована на данной территории. А в 2011 году подземные толчки оказались сильнее, всё треснуло.
Я доволен, что в настоящее время работаю в высшей школе, а нашей молодёжи говорю: «Не думайте, что учебный процесс вторичен, что это благотворительность великих учёных. Именно то, что мы учим студентов, даёт нам право заниматься наукой и получать гранты». Знаете, те, кто моложе, должны быть лучше нас. Если это не так – значит, я собрал вокруг себя недостойных. Они должны уметь больше.




– Студенты говорят, что вы принципиальный преподаватель.

– Я выгоняю только тех, кто списывает, но предупреждаю об этом заранее. Мне зарплату платят за то, что я должен о чём-то рассказать и потом попытаться осмыслить, что из этого студенты поняли, а что нет. Если у преподавателя другой подход к работе, вариантов два: он лентяй и не хочет тратить время на студентов, либо он делает совсем не то, что нужно, зачем-то совершая должностной подлог. В этом смысле я действительно стараюсь быть последовательным. Мой принцип здесь таков: ученье – свет, а неученье – чуть свет, и снова на работу (например, трамваи водить, улицы подметать). Пусть каждый сам выбирает свою сферу деятельности. Никого не заставляю помнить формулы, я и сам их не все помню. Смысл высшего образования в том, чтобы люди по жизни учились «включать» голову.


Метод Осянина
В феврале 2016 года профессор кафедры Виталий Осянин выиграл грант Президента РФ на создание новых способов синтеза практически значимых веществ.

По условиям получения гранта, размер которого составляет два миллиона рублей,
Осянин вместе с коллегами занимается разработкой новых подходов к синтезу конденсированных гетероциклических систем на основе реакций пуш-пульных олефинов с орто-метиленхинонами.


Президентский грант по химии и химической технологии в 2016 году выиграли всего четыре проекта со всей России.
Суть работы заключается в создании методов получения гетероциклических систем – хроменов. Это кислородсодержащие соединения, которые имеют большое значение в медицине из-за своей биологической активности. Фрагменты хроменов содержатся в различных природных соединениях и многочисленных лекарственных препаратах.

– Если вещество имеется в природе, оно для чего-нибудь нужно, – уверен профессор. – Природа не синтезирует вещества просто так, поскольку это требует больших энергетических затрат.

В целом работа учёных-химиков строится по определённому алгоритму.
В первую очередь изобретается химическая формула определённой реакции. Исследователи придумывают, что с чем будет взаимодействовать на основе имеющихся теоретических представлений и данных, полученных из научной литературы. Затем вещества смешивают и инициируют реакцию – нагревают или воздействуют ультразвуком или светом. Наконец, с помощью набора спектральных методов анализа специалисты выясняют, получилось искомое соединение или нет. Если теория подтверждается на практике, метод синтеза вещества признаётся полезным и у него есть шансы на дальнейшее использование.

Новые методы – это азбука органического синтеза, говорят учёные. Если нет методов, то нет и веществ, а значит, нет лекарственных препаратов и других необходимых материалов. В рамках проекта Виталий Осянин и его команда изучают реакции различных предшественников метиленхинонов с определённым классом веществ. Далее химики Политеха исследуют характер превращений и полезные свойства полученных соединений: фотохромные, противовирусные – в частности, речь идёт об их активности в отношении диабета и различных штаммов гриппа.

В 2017 году сотрудники кафедры и Российского университета дружбы народов придумали химическую реакцию, которая позволяет синтезировать целый класс ещё не изученных веществ, которые проявляют противодиабетическую активность. Статья об этой разработке опубликована в журнале Journal of Fluorine Chemistry.

Как поясняет интернет-издание «Индикатор», для синтеза сложных соединений часто применяются каскадные реакции — последовательность нескольких химических превращений, в ходе которых вещества трансформируются и образуются новые химические связи. Преимущество каскадных реакций в том, что они протекают в одних и тех же условиях и не требуют добавления каких-либо других реагентов или катализаторов. Главное — рассчитать начальные условия так, чтобы получить ожидаемые вещества.

– Мы предложили неизвестную ранее цепочку превращений, которая позволила разработать новый подход к важным в практическом отношении бициклическим диаминам, — отметил Виталий Осянин. — До сих пор данный класс соединений оставался весьма малочисленным, а синтез подобных веществ был сопряжён с рядом трудностей.

Интерес к диаминам (1,5-диазабицикло[3.2.1] октанам) обусловлен перспективами их применения. По структуре они похожи на синтезированные несколько лет назад вещества, обладающие антималярийным действием.

Для изучения биологической активности той или иной группы соединений обычно требуются десятки или даже сотни аналогов с разными атомами — заместителями водорода в органической молекуле. В итоге только одно из них проявляет достаточную активность в сочетании с низкой токсичностью, то есть пригодно для использования. Поэтому для разработки лекарственного препарата необходимо расширить количество изучаемых соединений, синтезировать которые также позволит разработанная реакция. Только в случае хороших результатов тестов на клеточных культурах и испытаний на животных полученное вещество можно будет патентовать. И, возможно, удастся разработать новое лекарство от диабета.

Реакции «Х»
Дмитрия Осипова
Для кандидата химических наук Дмитрия Осипова химия гетероциклических соединений – как открытая книга. Если говорить по-простому, гетероциклы представляют собой кольцо атомов, среди которых помимо углерода попадаются атомы азота, серы или кислорода. Такие соединения являются основой многих клеточных структур и большинства лекарственных препаратов. Несмотря на это, получить их довольно сложно, и перед химической наукой сейчас стоит задача найти наименее дорогие и наиболее лёгкие пути доступа к ним.
– Мы разрабатываем новые методы получения гетероциклических соединений, они более простые, чем предыдущие, – говорит Осипов. – Но самое интересное другое: мы создаём методы, альтернатив которым пока нет. Вот, представьте себе, существует гетероцикл, но никто не знает, как его получить. А мы уже знаем и предлагаем способ его синтезирования.

Первые шаги в большую науку Дмитрий сделал на втором курсе Политеха. Тогда увлечение студента серьёзными исследованиями поддержал доцент кафедры Виталий Осянин. Совместно они занялись разработкой одной перспективной темы. Результатом такого сотрудничества стали докторская диссертация Осянина «Синтез бензаннелированных гетероциклических систем на основе каскадных превращений орто-метиленхинонов» и кандидатская диссертация Осипова «Реакции орто-хинонметидов с амбифильными реагентами в синтезе аннелированных кислородсодержащих гетероциклов».

За этими названиями кроются многолетние фундаментальные исследования, результаты которых уже подтвердили практическую значимость. Орто-хинонметид – короткоживущая частица, стабильная только при температуре ниже 100 градусов. При более высокой температуре она взаимодействует со всем, что находится в реакционной смеси. Изменяя температурный режим вещества или используя специально подобранные катализаторы, Осипов с помощью сгенерированного орто-хинонметида получает гетероциклические структуры с различными свойствами, которые в дальнейшем оказываются востребованными в фармацевтике. Подобные разработки самарских учёных уже нашли применение, например, при создании вакцины против вируса герпеса первого типа, а также вируса гриппа «А». По словам Дмитрия, многие из тех соединений, что синтезируются с использованием политеховских методов, проявляют и противоопухолевую активность. Это означает, что фармхимики сделали очередной шаг на пути к решению проблемы лечения рака.

Дмитрий Осипов
автор более 30 научных публикаций,
победитель научно-популярного шоу Science Slam – Самара,
участник немецко-российского Science Slam в Карлсруэ.
Исследования новых методов получения гетероциклических соединений уже много лет ведутся по всему миру. Над созданием принципиально новых, конкурентоспособных гетероциклов с уникальными физическими свойствами бьются химики не только из России, но и из США и Европы.

– Мы идём, толкаясь локтями с коллегами из Китая, Соединённых Штатов, Германии, – объясняет Осипов. – В таких условиях очень важно не дать перехватить инициативу. Ведь если все занимаются этой проблемой, значит, она действительно очень серьёзна.

Что касается именно орто-хинонметидов, то в изучении их свойств самарским учёным, действительно, нет равных. Результаты работы политеховцев регулярно презентуются на конференциях различного уровня. Так, Осипов со своими идеями уже «засветился» на крупных научных форумах в Турции и Нидерландах. По его словам, зарубежные коллеги задают немало вопросов, что свидетельствует об их неподдельном интересе к теме исследований. Он сообщает:

– Сейчас мы нацелены на то, чтобы найти в наших синтезированных гетероциклах какие-то особенные физические свойства, например, флуоресценцию или проводимость. Пока, правда, в этом направлении мы продвинулись не слишком далеко, но, думаю, всё ещё впереди.


Антивирусная программа
Эффективный противовирусный препарат создаётся на основе биологически активных веществ, поиском которых и занимаются учёные-химики. Большинство экспериментов проводится с так называемыми каркасными соединениями – полициклическими химическими веществами объёмной структуры. Каркасное строение позволяет молекулам легко проникать сквозь клеточные мембраны, повышая таким образом биодоступность, усвояемость соединения. К тому же химики стараются максимально ускорить процесс по созданию лекарства.

‒ Сегодня один из самых популярных препаратов против вируса гриппа ‒ «Римантадин», ‒ говорит ассистент кафедры Марат Баймуратов. – Он был разработан почти 60 лет назад. Препарат не очень дорогой, и его производство уже давно отлажено. Но у многих вирусов выработалась резистентность (привыкание) к нему. В качестве импортных аналогов ещё можно выделить «Занамивир» и «Осельтамивир». Они достаточно эффективные, однако очень дорогие, потому что в России их пока не производят. Если нам удастся найти перспективное вещество, оно послужит отправной точкой для создания нового лекарства, которое будет лишено указанных недостатков.

Разработка препаратов включает в себя три основных этапа: поиск низкомолекулярного соединения, обладающего нужным фармакологическим действием, доклинические исследования (проводятся на животных) и клинические испытания. На завершающей стадии необходимо подробно изучить все возможные ответные реакции человеческого организма на фармакологическое (лекарственное) воздействие, поэтому тестирование лекарства может занимать несколько лет.
Тема кандидатской диссертации Марата Баймуратова
Сфера его научных интересов – химия непредельных соединений каркасного строения, синтез биологически активных соединений и физико-химические методы исследования органических соединений. Разработал более 100 новых соединений, содержащих каркасный фрагмент.
«Синтез и химические свойства аллилпроизводных адамантанового ряда»

1
ЭТАП
Выбираются биомишени для нового лекарства. Затем проводится виртуальный скрининг – отбор из базы данных перспективных соединений, которые придадут лекарству определённый набор целебных свойств. Далее осуществляется молекулярный докинг подобранных соединений, то есть моделирование, позволяющее предсказать наиболее выгодную ориентацию и положение одной молекулы вещества относительно другой.
2
ЭТАП
Синтезируются целевые соединения для изучения их биологической активности. Важнейшими строительными блоками в синтезе являются алкены – ненасыщенные ациклические углеводороды с одной двойной связью – и их производные. Наиболее высокой реакционной способностью обладают производные адамантанового ряда. Введение такого фрагмента в молекулу биологически активного соединения позволяет усилить фармакологическое действие.
3
ЭТАП
Синтезированные образцы отправляются в центры вирусологии. После получения данных об активности в экспериментах in vitro – в пробирке, учёные сравнивают их с активностью соединений, входящих в состав известных лекарственных препаратов,
и на основании этого делают вывод о перспективах дальнейших исследований.
Марат Баймуратов и доцент Вера Шадрикова победили в конкурсе на право получения стипендий президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых ‒ кандидатов наук. Стипендии будут выплачиваться в 2018 – 2020 годах за разработки в направлении «Медицинские технологии, прежде всего диагностическое оборудование, а также лекарственные средства». Сейчас исследователи работают над синтезом веществ, которые могут помочь в борьбе с различными заболеваниями – гриппом, оспой и другими.



– Мы занимаемся компьютерным прогнозированием биологических свойств веществ, – говорит Вера Шадрикова. – Рисуем возможные структуры в химических редакторах и методом компьютерного моделирования выбираем наиболее активные соединения, то есть те вещества, которые гипотетически показывают хорошую активность. Потом мы получаем их в натуральном виде и исследуем.
Масло – огонь
Сотрудники кафедры «Органическая химия»
разрабатывают оригинальные способы получения высокотемпературных смазочных материалов для газотурбинных двигателей
Ротор с лопатками на валу, компрессор, камера сгорания – вот простейший газотурбинный двигатель. В отличие от поршневого у него нет сложного газораспределительного механизма, в нём не происходит преобразование поступательного движения во вращательное. Газотурбинный двигатель работает благодаря потоку движущегося газа. Конечно, сейчас это намного более сложный агрегат, чем в момент его изобретения: несколько валов с турбинами, теплообменники, сопловые аппараты, трубопроводы. Но, как оказалось, даже таким аппаратам, поднимающим в воздух самолёты, толкающим корабли и железнодорожные локомотивы, нужна помощь химиков, чтобы не оказаться в эволюционном тупике. Эта небольшая история о том, как химия помогает авиации быть современной и инновационной, как самарские политеховцы, известные разработками в области фармтехнологий,стали развивать принципиально новое направление исследований и в нём, как всегда, преуспели.
Суть такова. Основной враг газотурбинной техники – температура. Газы в двигателе могут разогреваться до 800 – 1500 °C. Такие жёсткие условия в совокупности с высокой частотой вращения вала (до 12 000 – 20 000 оборотов в минуту) выдержит не всякий металл, не говоря уже о смазочных материалах. Химики Политеха под руководством доктора химических наук, заведующего кафедрой Юрия Климочкина уже не первый год занимаются поисками веществ, повышающих термоустойчивость индустриальных масел и, кажется, сейчас как никогда близки к победе.
‒ Из всех требований, предъявляемых к качеству масла, наиболее важным является высокая термоокислительная стабильность, то есть способность смазочного материала при высоких температурах и длительной работе двигателя сохранять на необходимом уровне все физико-химические и эксплуатационные свойства, ‒ поясняет кандидат химических наук, доцент кафедры Елена Ивлева.
Добиться этого учёные предлагают путём введения в состав масла сложных эфиров, полученных на основе производных адамантана.
Выбор этих соединений политеховцы объясняют уникальностью адамантанового каркаса, максимально приближенного к сферическому строению. Атомы углерода в нём расположены так же, как в кристаллической решётке алмаза, следовательно, адамантан проявляет исключительную термостабильность. Введение термостабильной каркасной структуры адамантана в состав горюче-смазочных материалов позволяет получать продукты с улучшенными свойствами, в частности термоокислительной и термической стабильностью.
В конце прошлого года учёные приблизились к созданию нового способа получения высокотемпературной основы масла. Уже выбран перспективный образец сложного эфира, который будет вводиться в состав масла, изучены его свойства. Сейчас проект находится на стадии разработки лабораторного регламента.
(вязкостно-температурные характеристики, температуру вспышки, температуру застывания, термоокислительную стабильность) основ масел, применяемых для теплонапряжённых газотурбинных двигателей, и устанавливают зависимость этих свойств от структуры веществ.
Изучают свойства
Как делают
новые индустриальные масла с особыми свойствами
Выбирают
структурно схожие спирты адамантанового ряда и проводят анализ существующих методов их получения.
Оптимизируют
существующие методы синтеза таких спиртов либо разрабатывают новые, требующие более дешёвого сырья, позволяющие сократить количество стадий и увеличить суммарный выход продукта.
Создают
исходные адамантановые многоатомные спирты в необходимых количествах, разрабатывают лабораторные методики их получения.
Производят
экспериментальные образцы сложных эфиров на основе адамантановых многоатомных спиртов и алифатических карбоновых кислот.
Исследования физико-химических свойств проводятся в сотрудничестве с научно-исследовательскими институтами НК «Роснефть».
6
Оценивают
физико-химические свойства синтезированных веществ на соответствие нормативным требованиям к отечественным маслам и требованиям зарубежных спецификаций.
Выбирают
лучший образец, оптимизируют технологию его получения.
Изучают
физико-химические характеристики основы масла с введённым в него адамантановым сложным эфиром.
Разрабатывают
лабораторно-технологический регламент.
7
8
9
5
1
4
2
3
Да будет свет
Одно из любопытнейших направлений научной работы кафедры в начале 2010-х годов – исследование свойств органических люминофоров. Этими веществами заполнены органы свечения более 2000 видов насекомых, представителей семейства Lampyridae. Оказалось, что светящаяся «начинка» жучков может быть полезной и в энергетике, и в медицине, и в промышленной экологии. Исследования в этой сфере ведутся под руководством заведующего кафедрой Юрия Климочкина и доцента Александра Юдашкина.

Границы использования таких химических соединений в настоящее время значительно расширились. Например, люминофоры применяются в органических тонкоплёночных транзисторах, солнечных батареях, светодиодах, полупроводниках различного типа и в других современных устройствах. Это абсолютно безвредные вещества, которые обладают люминесцентными свойствами, то есть способны светиться при облучении ультрафиолетовыми лучами или при химическом, электрохимическом, механическом воздействии. Часто один и тот же люминофор может возбуждаться различными видами энергии (УФ-лучами, рентгеновскими лучами, под воздействием трения, в результате химических реакций и т.п.). К настоящему времени синтезировано немало органических люминофоров, однако учёные постоянно ведут поиск новых соединений с особыми свойствами (термо- и светостойкостью, определённым цветом люминесценции, химической активностью или, наоборот, инертностью).

Политеховцы, например, ищут зависимость люминесцентных свойств веществ от их молекулярной структуры. Специалистов, в частности, интересует, как изменить определённые характеристики (например, параметры проводимости или эффективность свечения) этих удивительных химических соединений. Определённые знания в этой сфере позволят использовать люминофоры в качестве индикаторов ионов токсичных металлов в воде или в почве.

– Допустим, вещество светится при облучении, а при добавлении в раствор ионов ртути или ионов свинца интенсивность его свечения меняется или совсем прекращается, – объясняют механизм реакции учёные.

Практические результаты по созданию опытной партии индикаторов ионов металлов в различных средах уже есть. С их помощью, например, удаётся выявлять присутствие свинца, ртути, хрома, никеля, железа.



На одном
и том же месте
Почти 90 лет назад политеховские химики заселились в четырёхэтажное здание на улице Куйбышева, 153. Это одна из удивительнейших построек старой Самары, памятник архитектуры федерального значения, возведённый по проекту петербургского архитектора Александра фон Гогена в 1909 – 1911 годах в редком для здешних мест стиле северного модерна. Политеху он достался от Средневолжского крайисполкома,
а тому – от Крестьянского поземельного банка, для которого, собственно говоря,
и строился. В начале ХХ века там, где сейчас стоит «химический» особняк, была окраина города, а ещё раньше шумел «самородный лес».


До 1908 года этот участок земли на Дворянской улице мерою 550, 930 квадратных саженей (примерно 2500 квадратных метров), граничивший с владениями г. Наумова, г. Новокрещенова и Собрания служащих в правительственных и общественных учреждениях, принадлежал основателю Жигулёвского пивоваренного завода Альфреду фон Вакано. В мае пивной король Самары продал усадьбу Крестьянскому поземельному банку за 27546 рублей 50 копеек. Чуть позже состоялся конкурс на лучший проект здания банка, который выиграл фон Гоген.

В 1909 году начала работу комиссия по постройке. Предварительная сметная стоимость строительства Самарского отделения Крестьянского поземельного банка составила 192 786 рублей 35 копеек. Впоследствии сумма неоднократно уточнялась.

Уже при устройстве котлована выяснилось, что земля там состоит из прослойки глины и песка, постоянно сырой из-за грунтовых вод, стекающих с вышерасположенных смежных дворов. Строители решили делать кладку фундамента и стен первого и второго этажей на цементном гидравлическом растворе.

Кирпич для строительства закупался у разных поставщиков. Несколько партий приобрели у иногородних фирм, но предпочтение всё-таки отдавали местным купцам Павлу Маштакову, Михаилу Шигаеву.

Полы в здании делались из массивного дубового паркета по деревянной обрешётке. Подряд на монтаж системы центрального водяного отопления низкого давления и паровой вентиляции получило известное Товарищество машиностроительного завода «К.Аркушевский и К», поставщиком двойного бемского стекла была выбрана компания «Франк и сын». 10 ступеней главной лестницы в вестибюль решено было сделать из голубого мрамора. При этом члены строительной комиссии руководствовались соображениями прагматизма и эстетичности: мрамор прочнее цемента, а значит, лестница из подобного материала прослужит дольше. Кроме того, мраморная лестница, расположенная на самом видном месте, станет настоящим украшением вестибюля. Среди нескольких производителей решено было обратить внимание на учебную мастерскую Екатеринбургского уездного земства.

После упразднения Крестьянского поземельного банка в конце 1917 года здание было национализировано и передано местным органам Советской власти, а потом перешло в ведение индустриального института.



This site was made on Tilda — a website builder that helps to create a website without any code
Create a website