Scienty

Что представляют собой пероксиды? Где можно применять эти соединения? Почему химики иногда называют их самыми загадочными веществами? Об этом расскажет член-корреспондент РАН Александр Олегович Терентьев, директор Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН.

Институту органической химии — 90 лет. Как всё начиналось?

— С нескольких научных школ — академика Николая Дмитриевича Зелинского, академика Алексея Евграфовича Фаворского и других великих учёных. Институт начинался как соединение каталитической и синтетической науки. Это наука о катализе в промышленности, в фундаментальной химии и синтез. Приблизительно в те годы соотношение катализа к синтезу было 60 : 40, каталитическая наука в институте в большей степени преобладала по сравнению с тем, что видим сейчас. Институт много работал с промышленностью. С самого начала промышленные задачи имели первоочередную значимость и даже немного большее значение, чем фундаментальные открытия.

Каковы приоритеты института в настоящее время? Какие исследования вы считаете самыми важными и перспективными?

Институт претерпел расширение и к завершению советского периода его штат насчитывал около 1,5 тысячи человек. После этого численность сотрудников сократилась, но в настоящее время вновь увеличилась — более тысячи специалистов трудятся в институте. Наметился рост доли работ по органическому синтезу, физической органической химии, изучению структуры вещества. Количество каталитических исследований уменьшилось примерно на 30 процентов.

Институт разрабатывает современные катализаторы гидрирования и дегидрирования для нефтяной промышленности. DeNOxКатализаторы – это очистка выхлопных газов. В целом, речь идет о различных системах очистки и утилизации чего-либо. Самая важная тема – экологическая – тоже останется актуальной, хоть и немного надоела.

— Почему она приелась?

Много говорят об экологии, но мало делают. Все, кажется, занимаются экологией, а технологии зачастую закупают за рубежом. Здесь нужны качественные экспертизы экологических проектов. Институт тесно сотрудничает с промышленностью в области катализа, создаются технологии — например, производство жирных спиртов.

Мы также развиваем направление гетерогенно-гомогенного катализа. Лаборатория академика Валентина Павловича Ананикова, созданная им с нуля, занимает промежуточное положение: область между гомогенным, гетерогенным и другими видами катализа. И здесь проводится много работы как для фундаментальной науки, так и для промышленности.

Институт занимается синтетической органической химией и органическим синтезом. Его можно разделить на два направления: фундаментальные открытия в синтезе, катализе, и прикладную науку. Государственная система управления наукой и промышленностью выросла, как в Минобрнауки и академии наук, так и в Минпромторге и других министерствах. Потребность в прикладной науке возросла, реальный сектор экономики предъявляет большой запрос. Переговоры о специальных заказах постоянно ведутся за этим столом.

Что провоцирует увеличение спроса на практические разработки?

— Санкции и вследствие этого изменение политики государства – хорошая, по моему мнению, перестройка всех министерств в области того, что на нас обращают очень пристальное внимание, помогают. Мы регулярно сотрудничаем с ведущими министерствами. Институт вошел в программы фармацевтической промышленности в области органического синтеза и микроэлектроники. Органическая химия для микроэлектроники очень важна. Работа ведется в таких направлениях, как шины, резины, каучуки, клеи. Также занимаемся средствами защиты растений. Непонятно, как будет с поставками: то есть, то их нет. Еще одно важное направление – биоорганическая химия, синтетические вакцины на основе углеводов – тоже активно развивается.

— Кто у вас занимается вакцинами?

Член-корреспондент РАН Николай Эдуардович Нифантьев руководит этой работой. Лаборатория берет начало от лаборатории академика Николая Константиновича Кочеткова, бывшего директора института. В те времена основным направлением было установление строения вещества, наука только знакомилась с углеводами. Сейчас поняли, что на основе углеводов можно создавать много чего, в том числе вакцины. Это синтетические вакцины на основе синтезированных в лаборатории углеводов. Целью стала пневмококковая инфекция.

Вы и дальше возглавляете лабораторию, занимаетесь наукой. Чем конкретно?

В результате выделения из лаборатории молодых специалистов был создан отдел. В его состав вошли органический синтез и катализ. Главная тема работы — новые открытия в области свободнорадикальных реакций, органических пероксидов, электро- и фотохимии. Задача состоит в применении сравнительно новых способов воздействия на вещество для селективного превращения его из одного состояния в другое. Сейчас мы находимся под лампой — таким же образом с помощью ламп проводятся химические реакции.

— Вы упомянули о тесном взаимодействии с промышленностью. Какова роль вашего отдела в этой сфере?

В настоящее время промышленность предъявляет большой спрос на создание инициаторов радикальной полимеризации и вулканизации.
Из этилена необходимо получать полиэтилен. Эти реакции часто проводятся с помощью радикальных реакций, участвующих пероксидов. Также из пластичного материала требуется получить каучук, что тоже осуществляется с применением пероксидов. У нас заключены несколько контрактов с реальным сектором экономики.
Работа проводится как на частные средства, так и на деньги Минпромторга — НИР, НИОКР. Отрабатываются начальные стадии синтеза, которые передаются коллегам в другие организации.
Проведение масштабирования позволит построить большое производство пероксидов для нужд промышленности — микроэлектронной и кабельной.

— Говоря дилетанту о получении полиэтилена из этилена, в голову лезут полиэтиленовые пакеты. Не только им?

В нашей большой стране дороги соединяют её, а также электрические кабели, проложенные повсеместно. Кабели защищены плотной изоляцией из специального полимерного состава на основе каучука, получаемого с использованием пероксидов. Сейчас его закупают. Пероксиды применяются и в другом важном производстве для создания различных пленок, покрытий и материалов.

Вы также занимались онкологическими разработками. Продолжаются ли они?

Органические пероксиды – крайне увлекательная тема исследований. Пятьдесят лет назад было сделано грандиозное открытие: они обладают противомалярийной активностью. Китайский военный проект выявил это, изучив традиционную китайскую медицину и отвар полыни, используемый для лечения малярии. Началась эпоха медицинской химии пероксидов. Несмотря на это, никто в них не верил из-за привычки считать, что пероксиды либо взрываются, либо распадаются, не способны попасть в организм и долго там существовать.

В 2014 году присуждена Нобелевская премия за открытие, которое спасло миллионы жизней. Затем исследования в области химии ускорились. Работа ведется над созданием препаратов против паразитов, гельминтов, шистосом и малярии. Сотрудничество налажено с многими странами: Китаем, Италией, США. Сейчас взаимодействие преимущественно дистанционное.

Впоследствии выяснилось, что те же пероксиды проявляют противораковую активность. Раковое заболевание — явление сложнейшее, однако ключевое — способны уничтожать опухолевые клетки.

— А как это выяснили?

Предположили в лаборатории, потом коллеги из Нанта выполнили эту работу. Оказалось, что такие соединения обладают высокой активностью по отношению к раку шейки матки и раку простаты с непонятным механизмом действия, потому что они нестандартны. Иногда понятно, как вещество взаимодействует с лекарством, — как ключ с замком. Но здесь «ключик» — молекула, которая помимо того, что будет входить куда-то, еще и там распадается. Поэтому действие двойное. Как это работает, не понимает никто в мире. И несмотря на Нобелевскую премию по паразитарным заболеваниям, до сих пор неизвестно, как точно работают эти пероксиды. Мы это постоянно выясняем, так же как и другие, но до конца установить пока не получается.

— Подумайте, может быть, когда разберётесь с этим, будет ещё одна Нобелевская премия?

Полагаю, что да. Главное — огромное социальное значение. В таких соединениях заложен необычный потенциал. Их никогда не рассматривали как лекарства, лишь как антимикробные вещества, антисептики, инициаторы полимеризации. Но как лекарства их не изучали до совсем недавно — в отличие от огромного количества других веществ. Это гигантское нераскрытое поле. В области пероксидов мы обнаружили прекрасную фунгицидную активность. Много сотрудничаем с организациями, занимающимися защитой растений.

— Что у вас происходит в этом направлении сейчас?

Мы постоянно работаем в этом направлении, сотрудничая с Тюменским научным центром, НИИ фитопатологии и другими организациями. Постоянно испытываем наши вещества, которые очень хорошо убивают практически все виды фитопатогенных грибков и стоят на уровне лучших мировых веществ.

— Как они различают, что нужно убивать, а что нет?

Механизм действия не совсем ясен. Это было интуитивное открытие, не имеющее обоснований. Не воздействуют на бактерии и вирусы — только на грибы. Возможно, есть метаболический путь в грибах, который пероксиды прерывают. Какой именно — непонятно. Но то, что это эффективно, мы точно увидели. Просмотрели это для обработки семян, листьев и при хранении урожая. Эти вещества эффективны.

— Применяются ли уже где-либо помимо экспериментальных площадок?

— Пока на опытных участках. В масштабную практику — пока нет. Многие ранее говорили, что химическая промышленность в стране развита, но объявление санкций показало, что 80–90% того, что говорилось, на самом деле нет. Эти производства были в Советском Союзе, но утеряны в 1990-е годы. Сейчас строятся заводы для производства лекарств, средств защиты растений, каких-то присадок к резине, красителей, пищевых добавок. Для этого сначала надо построить химическую промышленность. Сейчас принят нацпроект, во многом его ведут Минпромторг, Российская академия наук и Минобрнауки. И этот проект занимается построением новой химической базы, которая была утеряна. Сейчас мы будем возвращаться к уровню 1950–1970-х годов.

— Какое время понадобится на восстановление химической промышленности?

— Это сложный вопрос. У каждой страны бывает период, когда возможно возрождение промышленности. Возможно, такой шанс был только у Советского Союза. Сейчас вокруг нашей страны производят много химии, различных материалов и машин, поэтому возродить химическую отрасль в прежнем масштабе уже не получится. Будет развитие, но такого, как было раньше, может не быть. Мы пропустили этот период — им была Советская страна, великая держава.

Второе: сейчас запрос по развитию промышленности идет от государства сначала к компаниям, а затем — к нам. Компании, даже крупные и сильные, не всегда могут правильно сформулировать научные запросы о развитии. По текущему производству им хорошо ориентироваться, а вот как развивать — им сложно. На мой взгляд, систему нужно откорректировать: запрос со стороны государства должен идти одновременно в компании и в науку — в академию наук, в крупные университеты. Компании будут видеть этот запрос в конкретной плоскости, мы — в масштабе, и потом совместно сможем что-то планировать. Сейчас структура планирования несколько перевернута: запрос идет в компанию, затем к нам. А компания отвечает обратно в те структуры, которые отвечают за планирование. Поэтому план реализации может быть не совсем правильным. Мне кажется, университеты, академия наук недостаточно подключены к стратегическому планированию.

Вы полагаете, что более эффективно было бы поменять порядок действий: сначала образование в вузах, а затем — занятие в производстве?

— Возможно, параллельно. Сейчас акцент делается на производственную сферу. Им сложнее реализовать это. Стараются, я вижу изменения, мы стали больше общаться с производственниками, чем прежде. Но нужно углубить сотрудничество. Достичь баланса взаимопонимания при принятии решений по стратегическому развитию государства пока не удалось. Все-таки там не хватает научной составляющей.

— Что вы видите в будущем вашего института?

По моему мнению, институт сейчас находится в благоприятном положении. Не только у нашего, но и у других химических институтов обстановка улучшилась. Мы стали востребованы отечественным производством. Если 15–20 лет назад это были заброшенные академические институты, которые теряли свою актуальность, то сейчас это важные для государства структуры. Те задачи, что стоят перед страной, способствуют нашему развитию. В плане прикладной науки речь идет об импортозамещении веществ и технологий, очень необходимых для нашей жизни и, разумеется, для обеспечения обороноспособности государства. Это обязательно будет востребованным направлением.

Разбираются ли лица, принимающие решения, в том, что фундаментальные исследования столь же важны и без них невозможен прогресс практических разработок?

— Это сложный вопрос. Понимание есть, но для крупных организаций и университетов. В отраслевых институтах этого не хватает. Приходишь в сохранившийся отраслевой институт. Очень хорошо, что он сохранился. Смотришь историю: раньше им руководил доктор наук, известный профессор, член-корреспондент Академии наук СССР. А сейчас – грамотный и умный человек, но из экономики, из юриспруденции. Не хочу сказать, что ситуацию легко изменить, ведь живем в сложной системе с закупками, набором кадров, определенной незащищенностью институтов. Возможно, только такой человек может помочь институту выжить в отраслевой системе. Но мало понимает в этой науке. Поэтому система требуется переформатировать. Пока во главе института не будет стоять человек, который понимает, как развивать дело, сами институты не будут развиваться. Рано или поздно специалист в социальной области выстраивает институт под себя. И кадры формируются такие, какие ему близки. Просто не может видеть стратегию развития института, не видит людей, которые могут его развивать.

— В чем уникальность вашего института?

Он охватывает почти все области органической химии. Возникает синергетический эффект: при возникновении задачи, будь то фундаментальная или прикладная, в институте находятся люди, способные ее решить. К ним можно обратиться за консультацией по различным областям: химии гетероциклов, катализу, радикальным реакциям, нефтехимии и так далее. Всегда найдется кто-то из смежной области, который может помочь, объяснить, рассказать. Для многих институтов важна критическая масса квалифицированных научных сотрудников, чтобы институт существовал как саморазвивающаяся организация. У нас это присутствует, и мы много работаем над актуальными тематиками.

В стенах этого вуза вы пройдя немалый путь…

После окончания университета трудился главным технологом на заводе, затем перешёл в институт из-за большей приверженности к научной работе. Руководил лабораторией, занимал должность заместителя директора, а теперь возглавил институт.

— За что вы любите и цените свой институт?

У нас трудятся замечательные люди. Когда вижу таких людей, настроение сразу улучшается. Люди умные и добрые по своей природе. Это во многом заслуга руководства, которое существовало с момента основания института: оно ориентировалось на создание науки и хороших человеческих отношений. При этом поддерживается определённая конкуренция при сохранении качества научных дискуссий. В коллективе очень хорошие отношения. Помимо высокой квалификации сотрудников, это, считаю, одна из главных черт института.

Руководство — это деятельность в сфере управления. Такая работа не препятствует нормальной жизни, хотя и включает много бюрократических процессов, и потому научных исследований бывает меньше, чем хотелось бы.

Это необычно, но науки не уменьшилось. Предупреждали, что станет меньше, но это не так. Благодаря вниманию государства к науке при общении с множеством компаний появились задачи практического характера. Открылся новый мир, ранее нам недоступный. Мы начинаем размышлять над интересными научными вопросами. Мне всё интересно. Осталась и научная, и административная работа с хорошими людьми, которым приятно помочь, о которых позаботиться. Никогда не жалею ни о чём.