г. Москва, Ленинский проспект, 47
Телефон: +7 499 137-29-44
Факс: +7 499 135-53-28
12 декабря 2016 г.

«Мы можем записывать до тысячи спектров в день»

«Мы можем записывать до тысячи спектров в день»

О направлениях дизайна и исследования молекулярных систем в органической химии, о наблюдении микроканалов воды под электронным микроскопом, а также о программе воспитания заведующих лабораторий со школьной скамьи корреспонденту «Газеты.Ru» рассказал директор Института органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН Михаил Егоров.

Российским научным фондом (РНФ) в 2014 году было поддержано 16 пятилетних комплексных научных программ, предусматривающих развитие научных и образовательных организаций в целях укрепления кадрового потенциала науки, проведения научных исследований и разработок мирового уровня. Размер финансирования каждой программы — до 750 млн рублей (за 5 лет).

— Расскажите, пожалуйста, на что направлена работа в рамках комплексной научной программы вашего института, поддержанной РНФ?

— Сегодня мировым трендом развития химии становится дизайн и исследование молекулярных систем различной сложности, обладающих полезными практическими свойствами. Эти системы уже находят применение в ключевых областях экономики, таких как фармацевтика, нефтехимическая промышленность, медицина, энергетика, оборонная промышленность и многие другие области, составляющие основу национальной безопасности страны.

Поэтому основной нашей задачей в рамках комплексной научной программы, поддержанной РНФ, являетсянаправленный дизайн новых органических и гибридных молекулярных систем для критических технологий в интересах национальной безопасности и устойчивого развития.


— По каким направлениям ведутся исследования?

— Исследования проводятся по четырем комплементарным направлениям: стерео- и энантиоселективный синтез новых азот-кислородных систем — доноров оксида азота и полупродуктов для получения нейромедиаторов и ингибиторов ферментов; биоорганические молекулярные системы для решения приоритетных задач медицины, а также биологического и экологического мониторинга; новые органо-неорганические гибридные молекулярные системы и высокоорганизованные материалы для применения в катализе, охране окружающей среды, энергетике и исследование сложных молекулярных систем и механизмов химических реакций с помощью комплекса современных физико-химических методов.

Исследуемые системы покрывают обширный диапазон молекулярной сложности: от сравнительно «несложных» азот-кислородных систем до сложных биоорганических и органо-неорганических гибридных систем.

Очевидно, что успешное выполнение запланированных исследований невозможно без наличия мощного современного оборудования, которое дает возможность не только надежно устанавливать строение (в том числе пространственное) вновь синтезируемых молекулярных и гибридных систем, но и детально изучать механизмы их образования, в том числе путем прямого спектроскопического обнаружения короткоживущих интермедиатов. В этой связи следует особенно подчеркнуть, что ИОХ РАН располагает уникальным комплексом оборудования, входящим в состав Центра коллективного пользования.

Оборудование включает в себя современные ЯМР-спектрометры и масс-спектрометры, полную линейку электронных микроскопов (сканирующий и просвечивающий) с набором детекторов для решения сложных структурных задач, а для этого нужны квалифицированные специалисты для работы на этих приборах.

Кроме того, методические разработки сотрудников института значительно расширили возможности этого уникального оборудования для детального исследования гибридных молекулярных систем и механизмов химических реакций, в результате чего были получены важные научные результаты, опубликованные в журналах с высокими импакт-факторами и получившие международное признание.

Отмечу, что все дорогостоящие приборы работают 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, 365 дней в году, и они всегда полностью загружены образцами.

На некоторых из приборов получены рекордные показатели. Так, несколько лет назад в ИОХ был записан рекордный миллионный ЯМР-спектр. Такого результата наши английские коллеги смогли достигнуть лишь два года спустя. И вообще, мы можем записывать до 1000 ЯМР-спектров в день!

— Расскажите о наиболее ярких результатах, полученных за время выполнения программы?

— В каждом из направлений программы есть свой очень яркий результат. Так, несомненно, важным достижением явился синтез уникальной, остававшейся долгое время гипотетической, азот-кислородной системы — тетразино-тетразин-тетраоксида (ТТТО).

Каркас этой зеркально-симметричной молекулы состоит из двух атомов углерода и восьми атомов азота. Четыре атома кислорода расположены таким образом, что максимально стабилизируют молекулу. Возможность существования этого соединения была ранее теоретически предсказана в ИОХ, а в последние годы за рубежом опубликован ряд теоретических работ, в которых показано, что ТТТО находится в ряду самых мощных энергоемких веществ и обладает исключительно высокими энергетическими характеристиками.

Однако попытки зарубежных ученых синтезировать ТТТО не привели к успеху. Результаты работы ученых нашего института опубликованы в журнале Angewandte Chemie (IF 11.7). Статье был присвоен статус VIP article.

Хотелось бы отметить результат в области биомолекулярных систем, связанный с разработкой конъюгированных вакцин третьего поколения от бактерии пневмококка. Были синтезированы конъюгаты синтетических олигосахаридов с модельным белком. Введение мышам конъюгата тетрасахарида с модельным белком обеспечивало стопроцентную защиту мышей от последующего заражения летальной дозой живой культуры пневмококка. Полученный продукт показывает такую же активность, как и соответствующий компонент КП-CRM197 вакцины Prevnar 13 (Pfizer), и открывает, таким образом, путь к отечественному инновационному препарату.

Нашими исследователями были созданы гибридные наноматериалы для очистки природного газа и жидких углеводородных смесей от соединений серы. Разработанный катализатор-адсорбент позволяет снизить содержание соединений серы в этом сырье по крайней мере в 5 тыс. раз и превосходит по всем параметрам на порядки традиционные цеолиты.

Наконец, не могу не отметить разработку оригинальной методики для съемки видеороликов с химических реакций с участием наночастиц (четвертое направление проекта). Был успешно проведен видеомониторинг процесса конверсии биомассы непосредственно в электронном микроскопе и выявлено влияние наноструктурирования системы на выход и селективность реакции. Результаты исследования опубликованы в Angewandte Chemie.

Всего за этот год по результатам нашего проекта опубликованы четыре статьи в этом топовом международном журнале. Хотел бы особо сказать, что широкое применение электронной спектроскопии для изучения органических молекулярных систем в рамках данного проекта было отмечено наградой ведущей японской компании Hitachi High-Technologies «За новый подход и выдающийся вклад в разработку новых стандартов применения электронной микроскопии в химии», которая была вручена руководителю четвертого направления, члену-корреспонденту РАН Валентину Ананикову.

— Что планируется сделать в рамках реализации программы?

— У нас есть две основные цели, которые мы поставили изначально. Первая цель — найти новые точки роста и новые перспективные направления, которые следует развивать в нашем институте, что должно привести к изменению облика института. Другая задача — создать на базе ИОХ РАН междисциплинарный центр по изучению молекулярных органических и гибридных систем.

— Много ли молодых сотрудников в ИОХ РАН задействованы в выполнении программы?

— Реализация программы реально интенсифицировала приток в институт научной молодежи. Если в 2013 году (до начала реализации проекта) в институте работали 129 научных сотрудников в возрасте до 39 лет, было 57 аспирантов и 157 студентов, то в 2015 году эти цифры составили соответственно 155, 69 и 226 человек. В ИОХ РАН на протяжении более 25 лет успешно работает «система непрерывного химического образования ИОХ РАН», включающая цепочку «лицей — колледж — аспирантура — докторантура».

Ее основу составляют созданные по инициативе института Московский химический лицей и Высший химический колледж. Серьезное финансирование комплексной научной программы, поддержанной РНФ, позволило не только дополнительно привлечь к нему большее число студентов и аспирантов, но и создать в ИОХ РАН институт «постдоков» — недостающее звено в цепочке непрерывного химического образования и основу для быстрого омоложения института.

Газета.ru, 09.12.2016

Конференции, проводимые институтом:

Все конференции »

Важные события:

Ученые  из ИОХ РАН разработали «бильярдный» способ производства лекарств Ученые из Института органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН обнаружили значимое влияние металла на реакционную способность азид-аниона в органических превращениях, использующихся в производстве лекарственных препаратов. Также химики предложили способ, который позволяет безопасно использовать взрывчатые азиды металлов для изготовления фармсубстанций. Исследования, поддержанные грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале Chemistry – A European Journal.
В Институте состоялась лекция профессора Нейдига 15 марта, в среду, в Институте органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН состоялась лекция Prof. Michael L. Neidig (Rochester, New York, USA).
«Химия» искусства и искусство химии Книга «Четыре портрета» (часть1) академика РАХ художника Александра Толстикова и академика РАХ искусствоведа Марии Вяжевич написана на основе впечатлений, полученных авторами во время общения с Народным художником СССР, академиком РАХ Петром Павловичем Оссовским, Народным художником СССР, академиком РАХ Виктором Ивановичем Ивановым, Народным художником РСФСР (РФ), академиком РАХ Дмитрием Дмитриевичем Жилинским и Народным художником РФ, академиком РАХ Андреем Андреевичем Тутуновым – выдающимися отечественными живописцами, яркими представителями изобразительного искусства второй половины XX столетия, так называемыми «шестидесятниками».
Молодые сотрудники ИОХ РАН удостоены  медали Российской академии наук по итогам конкурса 2016 года Коллективу молодых ученых Лаборатории №13 ИОХ РАН присуждена медаль Российской академии наук по итогам конкурса 2016 года для молодых ученых в области общей и технической химии за цикл работ "Пероксидирование и окислительное С-О сочетание карбонильных соединений для синтеза медицинских и агрохимических препаратов".
Руководитель ФАНО России Михаил Котюков поздравляет женщин с Международным женским днем Дорогие, прекрасные и неповторимые! От всего сердца поздравляю вас с замечательным весенним праздником – Международным женским днем!
Все события »