«Мы стараемся решить проблему селективного синтеза стабильных циклических структур, содержащих пероксидный фрагмент, которые полезны в промышленности, медицине и сельском хозяйстве», — Юлия Белякова, к.х.н., научный сотрудник ИОХ РАН

Юлия Юрьевна Белякова — кандидат химических наук, научный сотрудник Лаборатории исследования гомолитических реакций ИОХ РАН. Юлия проводит исследования в области органических пероксидов, окислительных процессов и медицинской химии.

О разработке эффективных методов синтеза стабильных циклических органических пероксидов, о селективной реакции мостиковых озонидов с солями железа(II), об опыте работе — Юлия рассказала в интервью.

Чему посвящены Ваши научные исследования в целом? Какую фундаментальную научную или практическую задачу Вы пытаетесь решить?

Исследования нашей научной группы направлены на разработку эффективных методов синтеза стабильных циклических органических пероксидов. К таким пероксидам, например, можно отнести тетраоксаны, трициклические монопероксиды, озониды. В своих работах мы стараемся решить проблему селективного синтеза стабильных циклических структур, содержащих пероксидный фрагмент, которые полезны в промышленности, медицине и сельском хозяйстве. В качестве стартовых реагентов мы используем простые и доступные субстраты, а именно: карбонильные соединения и пероксид водорода. Наши целевые соединения получаются всего за несколько стадий, что очень важно для промышленного синтеза. Одной из наших недавних работ стала разработка атом-экономичного подхода к синтезу аминопероксидов — еще одного класса циклических структур. Помимо пероксида водорода для внедрения еще одного гетероатома — азота — в структуру пероксида мы использовали дополнительно N-компонент — аммиак или гидразиды. Мы смогли получить уникальные элегантные структуры, которые сочетают в своем составе как окислительный фрагмент — пероксидную группу, так и восстановительный — аминогруппу. Важно отметить, что синтезированные нами соединения проявили высокую биологическую активность: противомалярийную, противораковую и фунгицидную. Такие органические пероксиды в значительной степени открывают неизведанное химическое пространство для поиска новых биологически активных веществ.

Расскажите о Вашей последней высокорейтинговой работе[1], опубликованной в 2023 году. В чем ее основная идея?

В нашем недавнем исследовании мы обнаружили селективную реакцию мостиковых озонидов с солями железа(II). Она протекает через последовательные разрывы О-О и C-C-связи с последующим галогенированием и селективным образованием галогензамещенных кетоэфиров с хорошими, даже высокими выходами. Основной проблемой и сложностью расщепления таких органических пероксидов солями металлов переменной валентности является низкая селективность реакции с образованием сложной и порой неразделимой смеси продуктов.

Где и каким образом могут быть использованы полученные в этой работе результаты?

Такие продукты являются привлекательными строительными блоками для синтеза каких-либо гетероциклических соединений. Также результаты могут быть полезны для понимания железо-зависимой противораковой активности пероксидов.

В чем сложность и с какими трудностями Вы столкнулись во время выполнения этого исследования?  

Мы столкнулись с небольшими проблемами в экспериментальной части, когда выделяли иод-производные. Такие кетоэфиры долго не живут при комнатной температуре, поэтому приходилось оперативно снимать все физико-химические характеристики для нового вещества.

Помогал ли Вам кто-нибудь в решении возникающих проблем?

Конечно, любое исследование предполагает вовлеченность целого научного коллектива, начиная от идеи до реализации результата. Работа была выполнена под руководством член-корреспондента РАН Терентьева Александра Олеговича при непосредственном активном участии к.х.н. Ярёменко Ивана Андреевича, а также к.х.н. Радулова Петра Сергеевича.

Экспериментальная часть во многом была сделана ныне аспиранткой нашей лаборатории Дёминой Ариной Анатольевной. Ценными советами помогал наш замечательный коллега из Университета штата Флорида Алабугин Игорь Владимирович.

Есть ли у Вас дальнейшие планы по развитию этого направления исследования?

Да, конечно. Мы уже пробовали вводить в реакцию соли металлов переменной валентности с другими классами органических пероксидов, которые были синтезированы у нас в лаборатории. Забегая вперед, скажу, что получены очень интересные и удивительные результаты, о которых совсем скоро мы расскажем в наших следующих статьях.

Каким образом Вы попали в химию?

Как банально бы это ни звучало, но в школе мне очень нравился этот предмет, который давался мне достаточно легко. Особенно с нетерпением я ждала практических лабораторных работ. Во многом, конечно же, я благодарна своему школьному учителю химии, Образумовой Анне Григорьевне, которая смогла заинтересовать меня данным предметом и привить любовь к химии. Уже в 10 классе я твердо решила, что в качестве ЕГЭ по выбору я буду сдавать именно химию. Так вышло, что в 2012 году я поступила в РХТУ имени Д.И. Менделеева на факультет химико-фармацевтических технологий. Отучилась 4 года на бакалавра на кафедре химии и технологии биомедицинских препаратов. В 2016 году также поступила в РХТУ Д.И. Менделеева в магистратуру, на кафедру химии и технологии органического синтеза.

Как оказались в ИОХе?

На Ⅳ курсе нужно было определиться с местом выполнения научно-исследовательской работы, а также с местом дальнейшего выполнения дипломной работы. Многие мои одногруппники уже были закреплены в лабораториях, но так оказалось, что у меня не было места. По решению руководства кафедры меня определили в ИОХ, а именно в Лабораторию исследования гомолитических реакций, где я успешно написала две дипломных работы. Также в дальнейшем я поступила в аспирантуру и совсем недавно, в 2023 году, защитила кандидатскую диссертацию.

Какими, на Ваш взгляд, качествами должен обладать современный ученый?

На мой взгляд, современный ученый должен проявлять интерес к своей работе. Без малейшей заинтересованности не стоит рассчитывать на какие-то грандиозные результаты. Помимо этого, нужно подходить ответственно к своей работе, к своим исследованиям, быть аккуратным и внимательным при постановке экспериментов.

Какой совет можете дать своим коллегам?

Химия — сложная наука, у всех бывают взлеты и падения, но иногда случается так, что черная полоса продолжается очень длительное время. В такие моменты главное не опускать руки и не потерять себя. Я прекрасно помню, что мне месяцами не удавалось сделать одно очень важное вещество для моей будущей кандидатской диссертации. Прошло время, и вроде как с этим все смирились, начали писать статью. Проходит примерно год, мой научный соруководитель говорит мне: «Юля, нужно попытаться еще раз сделать вещество!» Я отвечаю, что у меня нет волшебной палочки, я все перепробовала. Но, собрав волю в кулак, приступила к новым попыткам. И, наконец, удача! Держа в руках то самое заветное вещество, которое не получалось у меня год назад, я испытываю эти прекрасные чувства, непередаваемые ощущения такой вот маленькой, но при этом большой победы. Это ли не счастье для настоящего химика?!