Продолжаем цикл интервью с молодыми учеными ИОХ РАН, опубликовавшими работы в рейтинговых научных журналах в 2024 году

Сегодняшний герой — Александр Олегович Устюжанин, инженер-исследователь Лаборатории исследования гомолитических реакций и Молодежной лаборатории экологических исследований и разработок. В 2025 году он вошел в число победителей конкурса на назначение стипендии Президента РФ для аспирантов и адъюнктов. Александр занимается разработкой методов построения углерод-углеродных связей с помощью фото- и электрохимических подходов. В своем недавнем исследовании он предложил оригинальный подход к использованию углекислого газа — молекулы, которая может стать не только отходом, но и ценным сырьем.

О том, как инженер стал химиком, зачем CO₂ нужен в органическом синтезе и почему без команды наука невозможна — в нашем интервью.

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

В общем и целом, я занимаюсь реакциями образования связи С-С электро- и фотохимическими методами. Тема образования связи углерод-углерод всегда будет одной из главных в органической химии, поскольку это основа для построения углеродного скелета молекул. В частности, сочетания С-С можно проводить с использованием такой доступной, простой молекулы как углекислый газ, тем самым возможно получать различные ценные карбоновые кислоты. Однако вся сложность заключается в том, что CO₂ — достаточно инертная молекула, и заставить вступить углекислый газ с чем-либо в реакцию достаточно непросто.

• Расскажите о Вашей последней высокорейтинговой работе[1], опубликованной в 2024 году. В чем ее основная идея?

В данной работе мы изучали реакционную способность различных енольных производных (силиловых эфиров енолов, винил тозилатов, енолацетатов) в реакции электрохимического гидрокарбоксилирования с использованием диоксида углерода. Из всех представленных соединений наиболее перспективными оказались енолацетаты, поскольку в условиях реакции нам удалось получить достаточно селективно продукт присоединения CO₂ — β-ацетоксикарбоновые кислоты. Это было несколько неожиданным, поскольку обычно енол ацетаты в условиях электролиза претерпевают окисление, а ацетокси-группа может восстанавливаться, хотя в нашем случае данный фрагмент сохраняется.

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

Работа вносит вклад в область карбоксилирования с использованием газообразного CO₂ и его использования в органическом электросинтезе. Это новое направление, которое активно набирает обороты. Также исследование раскрывает карты реакционной способности енольных производных, а именно енолацетатов в электрохимической ячейке в восстановительных условиях. С другой стороны, работа представляет собой интерес, как способ получения ценных β-ацетоксикарбоновых кислот.  

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

Достаточно трудоемким был процесс оптимизации. Изучение реакции в электрохимической ячейке требует внимательного учета множества параметров.

• Помогал ли Вам кто-нибудь в решении возникающих проблем?

Могу без всякого сомнения сказать, что мне помогал практически каждый сотрудник нашей лаборатории. Кто-то помогал советом, кто-то реактивом, кто-то съемкой спектров, кто-то помогал ставить реакции и т.д. За такой открытый и всегда дружелюбный контакт мне нравится работать в нашей лаборатории, ибо большое исследование невозможно сделать сугубо в одиночку. Но, конечно же, отдельно я благодарен к.х.н. Вере Андреевне Виль. Все возникающие вопросы и проблемы в нашем исследовании мы совместно обсуждали и решали. Выполняя работу под ее руководством, я учился как правильно планировать и выполнять экспериментальную работу, так и оформлять результаты исследований. А также выражаю благодарность к.т.н. Соколовскому Павлу Викторовичу за возможность поездок на конференции.

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

В настоящее время мы продолжаем заниматься тематикой вовлечения СО₂ в электроорганический синтез, исследуем новые реакции.

• Каким образом Вы попали в химию?

Это интересный вопрос, поскольку базовое образование у меня вовсе не химическое, а инженерное. Еще с подросткового возраста я начинал понимать, что мне хотелось бы заниматься наукой и исследованиями. С поступлением в университет я пробовал себя в самых разных проектах, но в глубине души понимал, что меня больше тяготит к фундаментальным исследованиям. И вот однажды декан института предложил присоединиться к новой лаборатории в Иркутском институте химии им. А.Е. Фаворского. Это была лаборатория Андрея Геннадьевича Львова, одного из выпускников ИОХа (сайт группы —  lvovchem.ru). Мне было интересно попробовать себя в новой области, и я не прогадал. Органическая химия совмещает в себе как увлекательную экспериментальную часть, так и процесс фундаментального исследования окружающего мира, а также есть возможности внедрения своих результатов. Я понял, что это то, что мне нужно. Стоит отдать должное Андрею Геннадьевичу — он привил мне интерес к органической химии и с самого начала поддерживал в каждом аспекте работы. Работа в его лаборатории мне дала хороший опыт перед поступлением в ИОХ.

• Как оказались в ИОХе?

Будучи магистрантом Иркутского технического университета и сотрудником лаборатории А.Г. Львова, я принимал участие в 6-м Северо-Кавказском симпозиуме по органической химии (NCOCS-2022, Ставрополь). На приветственном фуршете я познакомился с Олегом Сегидой, который меня познакомил с А.О. Терентьевым. Тогда Александр Олегович и пригласил меня в аспирантуру в ИОХ присоединиться к коллективу Лаборатории № 13. Предложение, от которого было невозможно отказаться. Я получил степень магистра и летом того же 2022 года поступил в аспирантуру ИОХа. Я благодарен Александру Олеговичу за то, что он поверил в мои силы тогда и поддерживает в работе сейчас.

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

Я думаю, современный ученый должен быть готов постоянно учиться. Объем новой информации и знаний сейчас растет экспоненциально. Соответственно, и ученый должен поспевать за этим объемом знаний. Особенно это касается адаптации к новым технологиям (особенно AI), которые с каждым годом появляются в нашей жизни. Думаю, внедрение их в свою практику сделает работу современного ученого намного продуктивнее.

• Какой совет можете дать своим коллегам?

Быть внимательным. Зачастую от нас ускользают очень важные детали в наших исследованиях, на которые мы можем не обратить внимание, а порой в них и кроются либо ответы на наши вопросы, либо новые находки.