ХИМИЯ ГЕТЕРОЦИКЛОВ: НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ЛЕКАРСТВА

УрО РАН традиционно встречает День науки интересными и содержательными мероприятиями. Одно из них — российско-британский круглый стол, посвященный развитию гетероциклической химии. Встреча — аналог популярных в Европе научных кафе — была организована Генеральным консульством Великобритании в Екатеринбурге, Уральским федеральным университетом и Уральским отделением РАН, в зале президиума которого и состоялась 8 февраля. Собравшихся специалистов, журналистов, «углубленно интересующихся» приветствовали британский генконсул Джеймс Макгуайр, председатель УрО В.Н. Чарушин, ректор УрФУ В.А. Кокшаров и зам. министра международных и внешнеэкономических связей Свердловской области В.Ю. Соловаров (единственный, кто по долгу службы выступал на русском языке). Все они подчеркнули важность российско-британских и британо-уральских контактов в сфере науки, химии конкретно.
Ученые Уральского отделения, в частности Института органического синтеза, тесно сотрудничают с коллегами из Великобритании в области гетероциклической химии. Разница лишь в том, что в Англии больше интересуются разработкой новых материалов и изучением жидких кристаллов, а уральские исследователи сосредоточили свое внимание на создании новых противовирусных препаратов.
За круглым столом прозвучало два доклада: профессора Дункана Брюса из университета Йорка (см. фото) и выступившего уже в качестве ученого и директора ИОС академика Валерия Николаевича Чарушина. Профессор Брюс приезжает на Урал уже в третий раз и шутит, что каждый год он бывает здесь в феврале, так что февраль стал для него месяцем уральской науки.

Гость с Британских островов рассказал об удивительных свойствах жидких кристаллов. Нам привычны три состояния материи — твердое, жидкое и газообразное. Однако в природе существуют и другие формы организации вещества, и одна из них — жидкие кристаллы. Как ясно из названия, жидкокристаллическое состояние занимает промежуточное положение между жидкостями и твердыми телами, обладая свойствами обоих. Уникальное сочетание упорядоченного положения молекул и текучести обуславливает их анизотропность — зависимость свойств от направленности действия. Профессор Брюс не стал вдаваться в подробности о структуре молекул, продемонстрировав лишь разнообразие их форм, похожих на цепь, кольцо, круг пиццы или даже банан. Когда мы слышим о жидких кристаллах, на ум сразу приходят плоскопанельные дисплеи, которые буквально завоевали современный рынок и окружают нас всюду — это телевизоры, телефоны, калькуляторы, часы и так далее. Однако мистер Дункан убедительно показал собравшимся, что область применения, а главное, потенциальные возможности жидких кристаллов выходят далеко за рамки дисплеев. И мы даже не подозреваем, как часто сталкиваемся с жидкокристаллическими структурами в повседневной жизни. Клеточные мембраны нашего организма состоят из жидких кристаллов, в быту они — основа активных компонентов всех моющих средств. В природе паутина получается столь прочной благодаря тому, что проходит жидкокристаллическую стадию перед тем, как «застыть». Изучение жидких кристаллов сулит человечеству массу интересных открытий и создание абсолютно новых веществ, так называемых метаматериалов, обладающих сказочными свойствами, не предусмотренными природой. Самоорганизующиеся жидкие кристаллы могут найти самое широкое применение, и профессор Брюс привел некоторые примеры из своих научных работ. В частности британские коллеги реализовали возможность интеграции молекул металла в молекулы жидких кристаллов. С использованием этих разработок уже созданы прототипы жидкокристаллических дисплеев нового поколения и новые, не доступные ранее структуры жидкокристаллических веществ. Интересно, что соавторы этих результатов — специалисты с Урала, сотрудник Института органического синтеза УрО РАН Дмитрий Кожевников и его брат Валерий.
Академик Чарушин в свою очередь представил достижения ИОС, о которых «Наука Урала» неоднократно писала. Речь идет о разработке нового семейства противовирусных препаратов на основе гетероциклических соединений. Их значение в развитии медицинской химии и биологии переоценить трудно — в структуру большинства биологически важных молекул входят гетероциклические фрагменты, поэтому они оказываются незаменимыми в создании новых лекарственных препаратов. Академик И.Я. Постовский, имя которого носит Институт органического синтеза, на основе гетероциклических соединений создал один из первых антибактериальных препаратов — сульфидин, его дело успешно продолжают последователи под руководством академиков О.Н. Чупахина и В.Н. Чарушина. В лабораториях ИОС уральские ученые с применением компьютерного моделирования молекулярных структур синтезировали новое семейство антивирусных препаратов в ряду азолоазинов, аналогичных по структуре основаниям ДНК. Также Валерий Николаевич рассказал о другом ключевом направлении развития гетероциклической химии — введении в соединения атомов фтора. Уникальность фтора заключается в его необычайной активности — он способен повышать растворимость органических молекул в жирах, способствовать их проникновению через клеточные мембраны и задерживать некоторые специфические ферменты. Команда Чупахина — Чарушина — признанный лидер в создании антибиотиков фторхинолонового ряда на основе фторсодержащих соединений. Антибактериальный препарат нового поколения «пефлоксацин», разработанный в ИОС, разрешен к медицинскому применению и производится промышленностью. По статистике более 20% создаваемых сегодня лекарств имеют гетероциклическую структуру с содержанием атомов фтора. Еще одно интересное достижение уральских химиков — оригинальный асимметрический синтез «левофлоксацина». Этот метод был запатентован в Японии, Южной Корее и других странах. В целом из лекции стало ясно, что фторированные производные гетероциклических соединений — перспективный класс для создания новых лекарственных веществ.
Круглый стол-кафе с британской кухней завершился доброжелательным обсуждением по-английски с однозначным выводом: подобные встречи есть смысл устраивать не только в праздники.

Мария БЫЧКОВА
Фото автора