Иван ЯРЁМЕНКО: «Органические пероксиды – уникальный инструмент на службе у промышленной химии»

9 сентября 2016 г.

Иван Ярёменко– кандидат химических наук, научный сотрудник Лаборатории исследования гомолитических реакций (№13) Института органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН. Иван Ярёменко под руководством профессора РАН Александра Олеговича Терентьева вместе со своими коллегами Дмитрием Борисовым, Игорем Крыловым, Верой Виль и Петром Радуловым открыл новые классы органических пероксидов, обладающих антипаразитарной, противораковой и фунгицидной активностью.

Органические пероксиды — химические соединения, содержащие в своей структуре связь кислород-кислород. Пероксиды являются продуктами многотонажного производства и находят основное применение как окислители, инициаторы свободнорадикальной полимеризации ненасыщенных соединений и как сшивающие реагенты. На протяжении многих лет считалось, применение пероксидов в фармацевтике не представляется возможным из-за их нестабильности. Однако открытие природного пероксида Артемизинина, обладающего противомалярийным действием, послужило мощным импульсом для создания различных классов органических пероксидов и исследования их биологической активности.

В Лаборатории №13 под руководством Александра Олеговича Терентьева были открыты геминальные бисгидропероксиды – реагенты для отверждения термореактивных смол, выпускаемые сейчас крупной международной компанией. Благодаря работам Максима Платонова и Ашота Арзуманяна мир увидел удивительные макроциклические пероксиды – гексаоксонаны и кремний-содержащие пероксиды. Игорь Крылов, Вера Виль, Олег Битюков и Ольга Мулина создали подходы к селективным окислительным превращениям с использованием пероксидов. Важными направлениями исследований лаборатории стали: разработка эффективных методов синтеза мостиковых тетраоксанов, трициклических монопероксидов и озонидов, и изучение их биологической активности, которая оказалась впечатляющей.

Иван Ярёменко будучи студентом 4 курса РХТУ им. Д.И. Менделеева был принят в Лабораторию исследования гомолитических реакций № 13 ИОХ РАН для выполнения курсовой работы в области органических пероксидов, которая далее перешла в дипломную работу и затем в кандидатскую диссертацию. Лаборатория №13 ИОХ РАН обладает богатой научной историей, у истоков Лаборатории стояли академик АН СССР, генерал-лейтенант, д.х.н., проф., Владимир Николаевич Ипатьев и чл.-корр. АН СССР, проф., лауреат государственной премии СССР Александр Дмитриевич Петров. С 1964 г.по 2013 г. Лабораторию возглавлял чл.-корр. РАН, проф., лауреат государственной премии СССР Геннадий Иванович Никишин. С 2013 г. Лабораторией руководит д.х.н., проф. РАН, Александр Олегович Терентьев. По словам Ивана, именно в этой лаборатории он впервые увидел химические исследования на высоком мировом уровне.

– Когда я сделал мостиковый тетраоксан – новое соединение, то на меня нахлынули одновременно чувства волнения и эйфории. Потребовалось некоторое время на осознание того, что я сделал вещество, которое еще никто никогда до меня в мире не делал, — поделился Иван.

По словам Ивана, химия – это динамично развивающаяся наука, которая обеспечивает создание новых технологий, материалов, веществ с ценными прикладными свойствами для улучшения жизни населения и обеспечения национальной безопасности страны.

Как рассказал молодой ученый, раньше научные исследования финансировались в основном за счет средств Российского фонда фундаментальных исследований. Благодаря созданию Российского научного фонда и полученному Лабораторией гранту РНФ стало возможным расширить направления исследований, приобрести более современное оборудование и материалы, привлечь в лабораторию более 10 новых молодых сотрудников и студентов. Благодаря грантам РНФ и РФФИ сегодня Лаборатории удается вести как фундаментальные химические исследования, так и прикладные: создание препаратов для предпосевной обработки семян, разработку антипаразитарных и противораковых средств. «Обладать грантом РНФ очень престижно, ведь это значит, что работа высоко оценена высококвалифицированными и компетентными как российскими, так и зарубежными экспертами», – говорит Иван – «поэтому мы прикладываем все свои силы, чтобы наши исследования были выполнены на высоком международном уровне, а результаты были опубликованы в ведущих научных изданиях».

– Очень хочется, чтобы объемы финансирования увеличивались, и лаборатории могли бы себе позволить оборудование и материалы, которые интенсифицируют выполнение работ. Темпы выполнения научных исследований растут, и чтобы не отставать в отраслях, обеспечивающих национальную и продовольственную безопасность, нам необходимо постоянно иметь доступ к высокотехнологичному оборудованию – ЯМР и масс- спектрометрам, электронным микроскопам, газовым и жидкостым хроматографам. К счастью, отдел члена-корреспондента РАН В.П. Ананикова хорошо оснащен оборудованием, в том числе и за счет средств РНФ, и очень помогает в выполнении исследований.

Как происходит создание новых методов органического синтеза?

– Очень трудно объяснить, как совершаются самые важные и ценные открытия. В какой-то момент сходятся воедино экспериментальный опыт, интуиция, эрудиция, счастливый случай – и рождается совершенно новое знание. Когда нам удалось синтезировать в очень простых условиях первый трициклический монопероксид – очень изящную с химической точки зрения структуру, мы с коллегами удивлялись – «Почему никто не додумался до этого раньше? Ведь настолько простая реакция!»

Какими качествами должен обладать молодой ученый?

– На мой взгляд, молодой ученый должен обладать прежде всего любознательностью и вдумчивостью. Он должен постоянно задаваться вопросами: «Почему не получилась реакция? Как ее сделать лучше? Как протекает реакция?» Молодой ученый должен быть ответственным и самоорганизованным, способным к решению разносторонних задач.
Ивану и его коллегам удалось открыть новые классы пероксидов, обладающихантипаразитарной, противораковой, фунгицидной активностью и разработать технологичные и удобные в исполнении методы синтеза этих пероксидов из легкодоступных, многотоннажно производимых и недорогих стартовых реагентов.

– Мы испытываем наши вещества на антипаразитарную активность в Швейцарском институте тропической медицины в городе Базель (Швейцария); на противораковую активность – в Университете г. Нант (Франция); на фунгицидную активность – во ВНИИ фитопатологии (Россия), в ГУ НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи (Россия), и добились высоких результатов в области создания биологически активных соединений на основе органических пероксидов, которые служат фундаментом для дальнейших исследований, — отметил Ярёменко.

В планах у Ивана Ярёменко не останавливаться на достигнутом, а двигаться дальше и прилагать все возможные усилия, чтобы разработки их Лаборатории нашли применение в жизни, были внедрены в промышленность.

– Моя мечта – увидеть на прилавках аптек лекарственный препарат, который был бы разработан в нашей Лаборатории. Хочется, чтобы труд Лаборатории в итоге трансформировался в конечный продукт, который будет способствовать улучшению качества жизни человека.

[1] Terent'ev A.O., Pastukhova Z.Y., Yaremenko I.A., Novikov R.A., Demchuk D.V., Bruk L.G., Levitsky D.O., Fleury F., Nikishin G.I., ''Selective transformation of tricyclic peroxides with pronounced antischistosomal activity into 2-hydroxy-1,5-diketones using iron (II) salts'',Tetrahedron,2016,72 (24), pp. 3421-3426.

DOI:10.1016/j.tet.2016.04.054

[2] Terent'ev A.O., Pastukhova, Z.Y., Yaremenko, Bruk, L.G.,F., Nikishin, G.I., '' Promising hydrogen peroxide stabilizers for large-scale application: unprecedented effect of aryl alkyl ketones'',.Mendeleev Commun., 2016, в печати.

[3] Yaremenko I.A., Vera A. Vil',Terent'ev A.O.,Demchuk, D.V., ''Rearrangements of organic peroxides and related processes'', Beilstein Journal of Organic Chemistry, 2016, в печати.

[4] Cowan N., Yaremenko I.A., Krylov I.B., Terent'ev A.O., Keiser, J., ''Elucidation of the in vitro and in vivo activities of bridged 1,2,4-trioxolanes, bridged 1,2,4,5-tetraoxanes, tricyclic monoperoxides, silyl peroxides, and hydroxylamine derivatives against Schistosoma mansoni'',Bioorganic and Medicinal Chemistry, 2015, 23 (16), pp. 5175-5181.

DOI:10.1016/j.bmc.2015.02.010

[5] Gomes G.D.P., Vil, V., Terent'ev A.O., Alabugin I.V., ''Stereoelectronic source of the anomalous stability of bis-peroxides'',Chemical Science, 2015,6 (12), pp. 6783-6791. Cited 4 times.

DOI:10.1039/c5sc02402a

СПРАВКА ИОХ РАН:

Ярёменко Иван Андреевич

Дата рождения: 25 июля 1988

Кандидат химических наук

Специальность: 02.00.03 органическая химия

Октябрь 2010 – Июнь 2013

Аспирантура Института органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН, Лаборатория исследования гомолитических реакций (№ 13)

Опыт работы:

Сентябрь 2007 – Март 2010

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Кафедра органической химии.

Апрель 2010 – наст. время

Институт органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН, Лаборатория исследования гомолитических реакций (№ 13)

Научные интересы

Синтез, применение и анализ органических пероксидов, тонкий органический синтез, медицинская химия, биохимия.