Станислав РЫНИН:«Химику,как и поэту, неизвестно,куда его приведет вдохновение»

Станислав Рынин — научный сотрудник Института органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН. В 2014 году Станислав и его коллеги получили грант РНФ, посвященный исследованию силиленов, которые являются наименее изученными «тяжелыми» аналогами карбенов (по сравнению с производными германия, олова и свинца) из-за их заметно меньшей устойчивости. Этот проект направлен на синтез ранее неизвестных классов циклических силиленов на основе ароматических сульфидов, триаминов и других родственных лигандов, образующих с атомом кремния две ковалентные связи и способных к образованию еще одного дополнительного дативного взаимодействия.

Кандидат химических наук Станислав Рынин в настоящее время с помощью современных квантово-химических методов занимается изучением строения и реакционной способности аналогов карбенов ‒ важного класса интермедиатов и стабильных производных элементов 14 группы.

Молодой ученый выделил ряд моментов, связанных с предоставлением их коллективу гранта РНФ:
‒ Грант мы получили около 2-х лет назад. Во-первых, это для нас показатель доверия экспертной комиссии, которая сочла нашу заявку достойной и одобрила результаты начальной работы по проекту. Во-вторых, это весьма серьезная материальная поддержка не только исследователей, но и исследования. Не секрет, что для успешного проведения любого мало-мальски амбициозного естественнонаучного исследования необходима закупка реагентов, оборудования ‒ на это необходимо затратить довольно много средств.

Как признается Станислав, в химию влюбился со школы. Он окончил Московский Химический Лицей, Высший Химический Колледж РАН и аспирантуру Института органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН:
‒ Начало увлечения химией для меня во многом было связано с желанием узнать, как на уровне атомов и молекул устроен окружающий нас мир. Также в химии привлекает возможность создать и исследовать то, чего в природе нет ‒ огромное количество вещей вокруг нас является результатом работы химиков.

Рассуждая о родстве различных областей человеческой деятельности, Станислав находит достаточно много общего между химией и поэзией:
‒ Понимая условность подобных аналогий, считаю, что химию можно сравнить с поэзией. И там и там есть определенная основа, прочный каркас: в химии это достаточно общие, определенные квантовой механикой физические принципы строения атомных систем, в поэзии ‒ наличие таких вещей как ритм, рифма и других элементов построения. С другой стороны, обе эти области творческие. И химия тоже! Далеко не все в ней можно просчитать наперед и даже объяснить многое пока затруднительно. Химику в равной мере важны как знания, так и воображение и интуиция. В химии есть непредсказуемость и химику, как и поэту, часто неизвестно, куда его приведет вдохновение. Важно отметить также, что и химия и поэзия позволяют познавать окружающий нас мир, хотя и располагают для этого разными средствами.

Станислав работает в ИОХе с 2006 года:
‒ ИОХ для меня в том числе место, где можно поговорить с интересными людьми, обсудить те или иные идеи, поделиться своими находками. Творческая атмосфера в институте в существенной мере помогает в работе, делает ее более увлекательной и плодотворной.

В рамках проекта РНФ Станислав и его коллеги занимаются получением, исследованием строения и реакционной способности новых типов силиленов и их «тяжелых» аналогов (гермиленов, станниленов и плюмбиленов):
‒ Я участвую в теоретической части проекта: используя методы квантовой химии, мы рассматриваем различные типы структур, чтобы определить влияние окружения атома кремния на строение, стабильность и реакционную способность соответствующих силиленов. Подобное моделирование должно, в частности, помочь в подборе наиболее перспективных для экспериментального изучения объектов.
Синтез и исследование соединений низковалентных элементов 14 группы является перспективным направлением химии элементоорганических соединений. Повышенное внимание в последние годы уделяется дизайну лигандного окружения, эффективно стабилизирующего эти неустойчивые молекулы. Основной объект исследования в рамках данного проекта – силилены, являются наименее изученными тяжелыми аналогами карбенов (по сравнению с производными германия, олова и свинца) в силу их заметно меньшей устойчивости. Анализ структур синтезированных к настоящему времени силиленов показывает, что наиболее эффективным методом стабилизации является создание циклической ароматической системы, включающей в себя электронодефицитный атом кремния. Однако, подобные производные, приобретая стабильность, заметно теряют в реакционной способности.
В последние несколько лет был синтезирован ряд силиленов, которые являются достаточно стабильными, не обладая ароматической системой, и при этом сохраняют достаточно высокую реакционную способность, например, внедряются по связи Н–Н. Данный проект направлен на синтез ранее неизвестных классов циклических силиленов на основе ароматических сульфидов, триаминов и других родственных лигандов, образующих с атомом элемента две ковалентные связи и способных к образованию еще одного дополнительного дативного взаимодействия. Перспективность исследования силиленов на основе именно этих лигандов связана с возможностью стабилизации низковалентного центра как термодинамическим, так и кинетическим путем.

‒ В ходе выполнения проекта уже получены важные результаты на пути получения силиленов принципиально нового типа, стабилизированных внутримолекулярным донорно-акцепторным взаимодействием. Основным методом синтеза силиленов стала известная реакция восстановления дигалогенсиланов, однако планируется и разработка новых подходов к целевым молекулам. Помимо силиленов на базе синтезированных лигандов получены и изучаются их более «тяжелые» аналоги (гермилены, станнилены и плюмбилены), исследование которых также позволит внести важный вклад в химию элементов 14 группы.
Параллельно с синтезом ученые проводят квантово-химическое исследование строения силиленов, их стабильности и реакционной способности. Дополнительно проводится изучение реакций типичных лабильных силиленов в низкотемпературных инертных матрицах. Для соединений с разными структурами планируется исследование химического поведения этих производных, в том числе и в реакциях активации малых молекул (алкены, спирты, алкилгалогениды, водород, амины).
Анализ получаемых экспериментальных и теоретических данных позволит установить обратную связь ‒ эффективно получать новые комплексы элементов 14 группы, где особенности молекулярной структуры, а, следовательно, и различная реакционная способность, будут выражены наиболее ярко. Настоящий проект направлен на исследование фундаментальных свойств низковалентных соединений элементов 14 группы. В результате выполнения проекта будет внесен существенный вклад в понимание специфики природы соединений кремния, германия и олова, что позволит решить ряд фундаментальных проблем структурной и синтетической химии производных этих элементов.

‒ Какой совет могли бы дать молодым ученым?

‒ Студенту или аспиранту решившемуся стать на стезю научной работы придется, скорее всего, пройти довольно сложный путь. Важнейшим фактором успеха ему послужит неподдельный и достаточно глубокий интерес к области своего исследования, которая, разумеется, со временем будет расширяться или даже меняться. Это должно стимулировать молодого ученого к постоянному поиску новых интересных ему тем исследования и областей приложения своих результатов в других областях.

Необходимость изменений касается не только предмета исследования. Сам исследователь должен меняться. Молодому ученому необходимо добиться хорошего знания и понимания непосредственно используемых им теорий, представлений, методов и т.д. Процесс обучения не кончается с получением того или иного диплома — ученый должен сохранять способность эффективно усваивать новые знания и приобретать новые навыки на протяжении всей своей карьеры.
Важным качеством, которое молодой исследователь должен стараться приобрести и по возможности сохранить является умение взглянуть на вещи под необычным углом. Следует избегать шаблонности. Даже приобретя солидный опыт и знания, не будет лишним иногда попытаться взглянуть на уже казалось бы привычные вещи и понятия по-новому или хотя бы более пристально и критически.
Для успеха молодому ученому придется много трудиться, и он должен это принять вполне осознанно. Очень важным в этом плане является взаимодействие с другими исследователями, у которых ему нужно будет многому научиться, в том числе и тому, что касается организации рабочего, включая и творческий компонент, процесса. Формирование своего круга научного общения, поиск коллег, с кем можно обсудить, развить те или иные идеи — задача, которой с самого начала молодому ученому необходимо уделять значительное внимание и роль которой трудно переоценить.
После всего сказанного не могу не пожелать начинающим исследователям успехов на их пути.

В ближайших планах Станислава завершение работы над двумя новыми статьями по теме проекта

[1]С.С .Рынин, С.Е. Боганов, С.С. Карлов, М.П. Егоров,''Внутримолекулярная стабилизация силиленового центра за счет донорно-акцепторного взаимодействия с валентно несвязанным атомом азота. Теоретическое рассмотрение'',Известия Академии наук. Серия химическая, 2014, № 12 2599-2604
DOI: 10.1007/s11172-014-0785-2

СПРАВКА ИОХ РАН:

Рынин Станислав Сергеевич
Дата рождения: 23 февраля 1985

Кандидат химических наук
Специальность: органическая химия
Аспирантура ИОХ РАН (2007-2010), Лаборатория аналогов карбенов и родственных интермедиатов №1

Опыт работы
Работает в ИОХ РАН с октября 2006 г. в Лаборатории аналогов карбенов и родственных интермедиатов №1

Научные интересы
Карбены и их аналоги, высокореакционные интермедиаты, химия соединений p-элементов, физическая органическая химия, квантовая химия.