Химики вуза работают над созданием новых гетероциклических систем

11:00, 23 марта 2020

Ученые используют методологию прямой функционализации связи углерод-водород

Реакции С-Н функционализации вызывают повышенный интерес со стороны исследователей всего мира. Фото: Полина Погребицкая.

Уральская школа химиков-синтетиков (ученые УрФУ и Института органического синтеза УрО РАН) работает над созданием новых гетероциклических систем для медицинской химии и органического материаловедения. Ученые используют методологию прямой функционализации связи С-Н (углерод-водород) и на ее основе разрабатывают высокоэффективные подходы «зеленой химии». «Зеленая химия» подразумевает безопасность, безотходность, безвредность для окружающей среды, бережливость в расходовании энергии и других ресурсов, использование возобновляемых или полностью утилизируемых материалов.

«Если раньше в химии, как и в других отраслях, доминировал принцип „цель оправдывает средства“ и аспекты экономии и экологии не были приоритетными, то в наше время предпочтение отдается наиболее рациональным и экологичным методам. С этой точки зрения метод прямой С-Н функционализации является одним из самых эффективных», — поясняет профессор кафедры органической и биомолекулярной химии химико-технологического института УрФУ Олег Чупахин.

Экономичность и экологичность объясняют повышенный интерес к реакциям С-Н функционализации и к их продуктам со стороны исследователей всего мира. С начала 2000-х годов количество соответствующих научных публикаций выросло в сотни раз и насчитывает несколько тысяч статей.

«В то же время систематический и широкоплановый обзор сведений по теме С-Н функционализации альдиминовых производных, объединяющий информацию о различных подходах и стратегиях в модификации таких соединений, до сих пор отсутствует», — отмечает директор ХТИ УрФУ Михаил Вараксин.

Этот пробел будет устранен в обзорной статье, которую Олег Чупахин и Михаил Вараксин совместно с коллегами из Уральской школы органического синтеза готовят к публикации при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований.

«В обзоре мы предпримем первую попытку систематизации. Статья посвящена как достижениям в этом направлении, сделанным в России и в мире, так и перспективам стратегии С-Н функционализации: мы приведем свежие примеры ее использования в цепочках синтеза практически значимых соединений, отметим новые подходы, еще не успевшие получить окончательного признания, — комментирует академик Чупахин. — Это результат работы нашего коллектива, охватывающего все поколения: студентов, аспирантов, молодых ученых, старших коллег».

Обзорную статью планируется опубликовать в российском журнале «Успехи химии» (Russian Chemical Reviews), входящем в первый квартиль. Цитирование статьи за рубежом поспособствует укреплению международного авторитета российских научных изданий и повышению их рейтинга в глобальных базах данных Scopus и Web of Science.

«Первые работы в области ароматического нуклеофильного замещения водорода в гетероциклических соединениях связаны с именами академиков Исаака Яковлевича Постовского и его последователя Олега Николаевича Чупахина, — рассказывает Михаил Вараксин. — За эти годы уральская школа химиков-синтетиков продвинулась дальше и перенесла методику С-Н функционализации, в том числе нуклеофильного замещения водорода, на неароматические соединения, тем самым доказав ее универсальность и фундаментальность. Это реальный существенный вклад в мировую науку».

Лидерство Уральской школы органического синтеза подтверждается регулярным выходом концептуальных монографий, многочисленными (порядка 100–150 в год) публикациями наших ученых, в том числе в самых передовых научных изданиях мира, и большим количеством ссылок на эти публикации. А также активным участием уральцев в престижных международных симпозиумах, давним и тесным сотрудничеством с коллегами из Бельгии, Германии, Франции, Индии, Китая. Благодаря этим и другим выдающимся достижениям в 2019 году УрФУ вошел в мировой предметный рейтинг по химии.

Отметим, в основе революционных технологий в фармакологии и материаловедении лежат циклические альдимины, класс азотсодержащих гетероциклических соединений. Это фармацевтические препараты против онкологических болезней, лекарства для поддержки нейропротекторной активности и борьбы с нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона, передовые противовирусные, антибактериальные и противоопухолевые средства; фотоактивные материалы, применяемые в солнечной и водородной энергетике.