«Хочется увидеть, на что же до конца способна химия полигидроксиламинов», — Владислав Лесников, к.х.н., научный сотрудник ИОХ РАН

В рамках рубрики, посвященной молодым ученым, представляем интервью с Владиславом Константиновичем Лесниковым, к.х.н., младшим научным сотрудником Лаборатории органических и металл-органических азот-кислородных систем.

Владислав занимается синтезом и исследованием макроциклических полигидроксиламинов — новых химических соединений, которые ранее не были известны. В беседе он рассказал о своих исследованиях, фундаментальных задачах, которые решает группа лаборатории, и трудностях, с которыми сталкиваются первооткрыватели.

Исследователь поделился историей разработки краун-гидроксиламинов, молекул с уникальными свойствами, и их потенциальных применений, от медицины до катализа. Узнайте, как Владислав делает свои открытия, преодолевает сложности и развивает новое направление в химии.

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

Мои исследования посвящены разработке методов получения и изучения структуры координационных свойств и областей применения органических полигидроксиламинов. Фундаментальная задача, которая решается на данный момент — это исследование свойств соединений, полученных при введении гидрокси-фрагмента к атомам азота циклических полиаминов. Введение гидрокси-группы позволяет ожидать принципиально новых свойств, в частности, за счет более гибких геометрии водородных связей и координирующих свойств гидроксиламиновой группы. Как оказалось, целый класс соединений — краун гидроксиламины — до сих пор был неизвестен. Поэтому можно сказать, что мы являемся первооткрывателями.

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

Мы представили новый класс соединений — макроциклические поли-гидроксиламиновые краун-эфиры. Показали, какими свойствами они обладают с точки зрения комплексообразования и каталитической активности полученных комплексов, а также выявили необычные структурные особенности этих соединений. Эти исследования обладают прежде всего фундаментальным значением, поскольку краун-гидроксиламины ранее не были известны. За краун-эфиры почти 40 лет назад вручили Нобелевскую премию, и в этой области производилось очень много исследований, но в получении краун-гидроксиламинов почему-то никто не преуспел.

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

Отправной точкой исследования являлись аза-крауны, а они нашли применение в самых различных областях: в медицине, в комплексообразовании, в катализе и во множестве других. Введение гидрокси-групп хоть и затрагивает атомы азота, но не блокирует свойства, характерные для полиаминов. Поэтому можно сказать, что все области применения, которые ассоциируются с макроциклическими полиаминами, относятся и к поли-гидроксиламинам. Одновременно с этим гидроксиламиновая группа открывает новые свойства для молекул, базирующихся на известных структурных скелетах. К примеру, комплексы полученного нами полигидроксиламина стабилизировались в щелочной среде, тогда как аналогичный комплекс полиамина в тех же условиях разрушался. В статье, мы показали, что эти свойства обеспечивают каталитическую активность при окислении гидразинов и тиолов.

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

Основная сложность этого исследования состояла в работе вслепую, наощупь, поскольку раньше никто не пытался делать что-либо подобное и было мало ориентиров в литературе. Как поведут себя новые соединения, как их выделять, что исследовать? Все приходилось долго подбирать и искать. Синтез исходных соединений тоже занимал порядочное количество времени. Несмотря на кажущуюся простоту эксперимента, описанного в статье, на деле за этим кроется очень большая, как умственная, так и практическая работа.

Помогал ли Вам кто-нибудь в решении возникающих проблем?

У меня есть великолепная опора и по совместительству научный руководитель — Сухоруков Алексей Юрьевич. Он — неотъемлемая часть этой работы. Без него ничего бы не вышло. Также нам помогали коллеги из ИНЭОСа, специалисты по рентгеноструктурному анализу. И конечно стоит с благодарностью упомянуть ЦКП ИОХ РАН и их сотрудников, в частности Миняева Михаила Евгеньевича и Фахрутдинова Артема Николаевича.

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

Да, дальнейшие планы есть. Останавливаться на достигнутом мы пока не планируем, поскольку те свойства, которые были показаны в последней из публикаций, уникальны и в литературе встречаются редко. Хочется увидеть, на что же до конца способна химия полигидроксиламинов. Сейчас, например, планируется исследование на криптандах в качестве исходных субстратов.

Каким образом Вы попали в химию?

Я не планировал идти в химию. Учился в физико-математическом классе, участвовал в олимпиадах по физике и астрономии. И химией не занимался серьезно вплоть до 11 класса. Я решил сдать ЕГЭ по биологии и химии, результаты оказались достаточно хорошими. При поступлении из четырех физико-математических вузов подал документ в один химический — Московский институт тонких химических технологий. Так получилось, что этот химический вуз ответил мне первым, и я подумал: «Значит, судьба». Уже все основные знания по химии я получил именно в институте.

Как оказались в ИОХе?

В институте в магистратуре одно из занятий у нас вел Воронин Алексей Александрович. На одном из занятий он принес автореферат докторской диссертации Сухорукова Алексея Юрьевича. Мы разбирали тему изо-адамантанов. Я был поражен: человек взял и перевернул то, что уже было исследовано давным-давно. А сделать изо-адамантан, то есть поменять местами углерод и азот, — это очень тяжелая задача. Я очень вдохновился этой работой, а Алексей Александрович спросил меня насчет аспирантуры и уточнил, что Алексей Юрьевич ищет себе аспиранта. Я согласился, познакомился с А.Ю. Сухоруковым и так оказался у него в лаборатории.

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

Упорство, главное не сдаваться на середине пути. В работе также важна и аккуратность, в глобальном плане. Недавно читал текст, где слово «аккуратность» использовалось в качестве внимательности, дотошности. Аккуратность нужна для того, чтобы подмечать интересные моменты. В нашей высокорейтинговой работе это качество очень помогло. Например, во время моих экспериментов с полученными комплексами я обратил внимание, что при подщелачивании раствор сильно меняет цвет, но обратимо обесцвечивается при подкислении. Из этого маленького наблюдения вышла целая глава, в которой описываются интересные pH-зависимые свойства полученных комплексов.

Какой совет можете дать своим коллегам?

Не сдаваться. Как бы не было сложно, тяжело. Если поставил цель, то надо идти до конца. Лучше довести дело до конца, даже если в итоге результат тебя не удовлетворит.