Архитекторы
молекул

Имя иркутского исследователя
в области органической,
физико-органической и
элементоорганической химии,
директора Института химии СО РАН
Бориса Трофимова хорошо известно
мировой науке. Достаточно сказать,
что открытая им общая реакция вошла
во все монографии и учебники как
"реакция Трофимова". Ему и его
школе принадлежит инициатива
создания нового направления — химии
фосфид- и фосфинит-ионов, что
открыло возможности получать
новые, ранее для практики
труднодоступные
фосфорорганические соединения.
Борис Александрович — автор более
1500 публикаций, более 400 изобретений,
9 монографий, изданных как в нашей
стране, так и за рубежом. В 2000 году
Борис Трофимов избран
действительным членом Российской
академии наук.

— Борис
Александрович, какое место
занимает сегодня химия, в
частности, любимая вами —
органическая, среди других наук?

— Еще в школе
мы часто повторяли слова М.
Ломоносова о том, как "широко
химия руки свои простирает в дела
человеческие". Возьмем самые
крупные "прорывные"
достижения человечества: ядерная
энергия, космос, радиоэлектроника,
лазеры, "зеленая революция",
генная инженерия. Были бы у нас
атомные электростанции, если бы
химики не научились делить изотопы
урана, выделять плутоний? Куда бы
улетели наши ракеты, если бы химики
не разработали для них топливо, не
создали бы термостойкие материалы?
Можно ли было говорить о
телевидении, компьютерах, если бы
химики не научились получать
сверхчистый кремний, другие
полупроводниковые материалы,
изолирующие полимерные покрытия?
Как можно сделать лазер без
высокочистого синтетического
кристалла или других специальных
химических веществ, генерирующих
когерентное излучение? Какие бы
урожаи мы бы сейчас снимали без
агрохимии? Генные инженеры не знали
бы, что им делать, если бы до этого
химики не показали, из каких
"блоков" и "кирпичиков"
(молекул аминокислот, нуклеотидов,
нуклеозидов, ДНК, РНК и т.п.) эти гены
состоят и по каким законам они
строятся.

А во что бы мы
с вами были сейчас одеты? Чем бы вы
сейчас писали? И на чем бы вы к нам в
институт приехали, если бы не было
химии и ее достижений?

Поэтому
ответ очевиден: химия сегодня —
основа научно-технического
прогресса, современной цивилизации
, важнейших естественных наук.

А лекарства?
А медицина? Это только
малограмотные или
недобросовестные люди говорят:
"Мы лечим травками, никакой
химии". А в этих травках — столько
химии, сколько ее нет ни в одном
синтетическом препарате.

Иногда
приходиться читать на этикетках
напитков: "Не содержит
химических веществ". Наивно. Ведь
вода содержит десятки химических
веществ (только в малых
количествах) и, строго говоря,
всегда является раствором многих
солей, органических веществ и
газов.

Вот мы сейчас
с вами рассуждаем, вспоминаем,
анализируем, в общем, размышляем. А
за всем этим стоит сложнейшая, еще
до конца не понятая химия. Передача
нервного импульса, закладка
информации в память, востребование
ее оттуда в нужный момент — это все
химические процессы. Сегодня мы уже
кое-что знаем о них, знаем "в
лицо" некоторые медиаторы
(передатчики) биологических
сигналов, но, к сожалению, до
видения полной картины еще очень и
очень далеко.

Понятно, что
во всем этом органической химии,
которой мы занимаемся, принадлежит
главная роль. Из самого названия
явствует, что эта химия живого и для
живого.

— Что
значительного сделано химиками, в
том числе иркутскими, за последнее
время?

— Очень
многое, если говорить о химиках
вообще. Всего не перечислить.
Например, выделили из природных
объектов (растений, морских губок)
самые активные из известных
сегодня противораковых веществ,
например, "таксол" (из коры
Североамериканского тисса),
расшифровали их строение
(оказалось, что это чрезвычайно
сложные молекулы), научились
синтезировать их в лаборатории.
Самое главное — разобрались в
механизме их действия и поэтому
сумели синтезировать новые, столь
же, а иногда и более активные
вещества. Кроме того, это позволило
существенно продвинуться в
понимании природы этого зловещего
заболевания.

Синтезировали
органические полупроводники и
проводники (вплоть до
сверхпроводников),
"органические" магниты,
высокочувствительные и
высокоселективные датчики и
сенсоры, умеющие распознавать даже
оптически активные молекулы.
Химики-органики подходят к
созданию молекулярных
переключателей — молекул,
позволяющих управлять потоком
электронов без механических
устройств, буквально на
молекулярном уровне. Все это —
материалы 21-го века, за ними — новые
технические и информационные
революции.

Созданы
первые литий-сероорганические
аккумуляторы, обеспечивающие
небывалые плотности энергии на
единицу объема. Экологически
чистые электромобили становятся
реальностью.

Найдены
новые катализаторы (ускорители
реакций), позволяющие осуществлять
известные производственные
процессы более экономично и чисто,
фиксировать и складировать
солнечную энергию (хотя до
хлорофилла растений нам еще
далеко), осуществлять транспорт
кислорода в организме (хотя до
гемоглобина крови путь также не
близок).

Самый
главный и самый общий итог
последних лет, пожалуй, состоит в
том, что химики сегодня лучше
понимают связь между строением
молекулы и ее функцией, т.е., тем, где
и как молекула данной конкретной
структуры может работать. И еще:
химики сегодня лучше знают, как
быстро и рационально "собрать"
такую молекулу из доступных
"кирпичиков", возможно более
простых и дешевых исходных веществ.

Исследования
нашего института отвечают мировому
уровню и вносят ощутимый вклад в
решение ряда "горячих" проблем
современной химической науки. Мы
находимся среди мировых лидеров в
области химии ацетилена,
органических соединений кремния и
серы.

Вот перед
вами копия статьи под названием
"Ацетилен" из "Американской
энциклопедии естественных наук и
технологии". В этой статье — все
об ацетилене — как получают, что из
него можно производить. В списке
важнейших литературных источников,
которые использованы в этой статье:
из 43 ссылок 14 (одна треть) — наши
работы. Это объективное
свидетельство нашего вклада в
химию ацетилена. Американцы
признают наш приоритет (что очень
редко бывает) в разработке так
называемых "суперосновных"
катализаторов, давших возможность
нам открыть ряд новых общих
закономерностей в химии ацетилена
(химики называют такие
закономерности реакциями). Вот,
например, образование пирролов
(очень важных молекул — из них, в
частности, построен гемоглобин) из
ацетилена и кетонов (очень простых
и доступных соединений) всего в две
стадии. Существуют десятки методов
получения пирролов, но этот
оказался самым простым и
универсальным. Видите, в
американской энциклопедии эта наша
работа вынесена в оглавление:
"Реакция Трофимова". Во всей
органической химии именных реакций
не так уж и много.

— А какие
свои работы считаете наиболее
значительными?

— У меня нет
"своих" работ. Все, что я
сделал, — это работы не только мои,
но и моих учеников. Вот пиррольный
синтез, например, о котором мы уже
говорили, был открыт вместе с
младшим научным сотрудником
Альбиной Ивановной Михалевой (ныне
профессором, руководителем большой
группы). Еще одно недавнее крупное
достижение — синтез
фосфорорганических соединений
непосредственно из элементного
фосфора и производных ацетилена
или других активных органических
соединений. Эта работа выполнена
вместе с профессором Ниной
Кузьминичной Гусаровой и ее
группой. До нас фосфорорганические
соединения получали главным
образом из хлоридов фосфора —
токсичных и агрессивных веществ. Об
этой работе я докладывал на
международном конгрессе по химии
фосфора в Иерусалиме, что вызвало
большой интерес. Для чего нужны
фосфорорганические соединения? Они
широко используются в практике. Это
— и экстрагенты урановых и
трансурановых элементов, и
компоненты современных
катализаторов, и добавки к
полимерным материалам, придающие
им негорючесть, и самые
разнообразные биологически
активные вещества. Например,
аденозинтрифосфорная кислота —
главный поставщик энергии в
организме. Она участвует в мышечных
сокращениях, регулирует высшую
нервную деятельность.

Наши работы
по синтезу фосфорорганических
соединений прямо из фосфора
открыли новое крупное направление
в химии этого жизненно-важного
элемента.

Этому
предшествовало открытие прямых
реакций ацетилена с серой, селеном
и теллуром в суперосновных средах,
сделанное совместно с аспирантом
(ныне профессором) Светланой
Викторовной Амосовой. Нам впервые
удалось синтезировать таким
простым путем винильные соединения
этих элементов — ценные исходные
вещества для получения новых
полимеров, высокочистых материалов
для микроэлектроники,
ионообменников, высокоемких и
высокоселективных сорбентов
редких и благородных металлов.

— Два
года назад вам присуждена
престижнейшая среди химиков премия
им. Бутлерова? За какие работы?

— Премия
присуждена также и моей ученице —
доктору химических наук Анастасии
Григорьевне Малькиной за цикл
работ по ацетиленовым
гидроксикислотам. Понимаю, что это
очень специальное (хотя еще далеко
неполное!) название мало о чем
говорит. Если попроще: мы впервые в
мире научились синтезировать из
простых веществ (ацетилена,
кетонов, окиси углерода) при
комнатной температуре и обычном
давлении (конечно, используя
специальные катализаторы) очень
активные молекулы — универсальные
строительные блоки, из которых
можно легко и целенаправленно
"собирать" сложные
молекулярные ансамбли, родственные
витаминам (таким, как аскорбиновая
кислота), антибиотикам (таким, как
пеницилловая кислота), важным
лекарствам (например, для лечения
ВИЧ-инфекции).

Премия им.
Бутлерова у нас в стране — самое
высокое признание заслуг
химика-органика. Она присуждается
Академией наук раз в два года за
выдающиеся достижения в области
органической химии. Ее лауреатами
были наши крупнейшие ученые-химики,
включая академика А. Фаворского —
классика органической химии,
одного из основателей химии
ацетилена, имя которого теперь
носит наш институт.

— В
минувшем году ваш институт
выполнил контрактные работы на
большую сумму. Что это были за
работы?

— Не на такую
уж большую. Наш научный потенциал
таков, что объем контрактов мог бы
быть в десятки раз больше. Но хотя
суммы на самом деле невелики, они
составляют примерно треть того, что
дает нам государство. Главное — мы
на эти деньги можем приобрести хоть
какие-то реактивы, мелкое
оборудование, компьютеры,
расходные материалы. Иначе мы бы
просто не могли работать.
Государство платит нам только
зарплату. Какую — стыдно говорить.

У нас два
основных контракта — с американской
фирмой " Молтек Корпорейшн" и
известной немецкой фирмой БАСФ.
Американцы нашли нас по
публикациям. Их заинтересовали
наши сополимеры ацетилена с серой.
Оказалось, что эти сополимеры
способны очень существенно
повысить энергонасыщенность
литиевых аккумуляторов. Теперь
американцы финансируют наши
фундаментальные исследования в
этой области. Результаты, которые
мы получаем, они используют для
создания литиевых аккумуляторов
нового поколения. И очень успешно.
Причем они не требуют у нас
готового изделия или материала.
"Внедряют", как у нас раньше
было принято говорить, сами. Надо
сказать, что этот контракт больше,
чем финансовая поддержка. Это
прежде всего поддержка моральная.
Нам сейчас все чаще говорят: кому
нужна ваша наука? Сделайте продукт
(материал, лекарство), докажите, что
он полезен, получите все
разрешения, проведите маркетинг,
обеспечьте рекламу — вот тогда мы за
вашу науку заплатим. И вот мы видим
воочию: наша наука, наши знания и
опыт нужны. И кому? Развитым странам
для создания передовых технологий.
И это означает, что в чем-то наша
наука впереди.

Такие же
отношения сложились у нас с фирмой
БАСФ. Это крупнейший производитель
и потребитель ацетилена,
разработчик всех основных
производств на его основе, начиная
с 30-х годов. У БАСФ в этой области
никогда не было конкурентов. И
вдруг они обращаются к нам с
просьбой решить одну, другую,
третью задачу, которые сами решить
не могут. Мы решаем. Суммы
контрактов растут. И опять речь
идет не о готовых разработках,
конкретных материалах или
технологиях "под ключ", а о
чисто научных проблемах. Многие их
проблемы уже давно занимали и нас.
Мы их не разрабатывали из-за
отсутствия средств. В итоге
получается: немецкая
промышленность поддерживает
российскую фундаментальную науку.
Им она нужна. Результаты наши они
внедряют, можно сказать, "со
сковороды". А наша
промышленность требует
"законченных разработок". А
где у нас база для этого? Опытные
установки, испытательные стенды? Но
зато у нас есть знания и опыт,
которые иногда тоже, оказывается,
чего-то стоят.

Что мы делаем
для БАСФ? Разрабатываем новые
суперосновные каталитические
системы для синтеза виниловых
эфиров, ацетиленовых спиртов —
ценных полупродуктов для получения
полимеров, душистых веществ,
витаминов, лекарств; из отходов
производства, например,
метилацетилена, синтезируем новые
полезные продукты, в частности, для
получения тех же витаминов,
душистых веществ. Недавно на фирме
заинтересовались нашими синтезами
на основе элементного фосфора —
заключен новый, хотя пока еще и
небольшой, контракт.

— А у нас
ваши разработки находят
практическое применение?

— К
сожалению, это все — в прошлом. В
Казахстане (г.Темиртау, завод СК)
работали наши установки по
получению из ацетилена уксусного
альдегида безртутным методом (это
актуально и до сих пор!),
бутилвинилового эфира, виниловых
эфиров гликолей, полимеров на их
основе. Это были самые передовые
технологии. Сейчас это все (или
почти все) стоит. Минрадиопром с
успехом использовал наши
оригинальные высокочистые
эпоксидные смолы на основе
винилокса для конструирования
своей оборонной электроники.
Созданные в нашей лаборатории
компоненты "работали" в
ракетных топливах и
МГД-генераторах, обеспечивая
рекордную температуру пламени. Из
тридцати с лишним лекарств,
намеченных к выпуску Усольским
химфармкомбинатом в 1992 году, почти
треть была разработана в нашем
институте. На Ангарском заводе
химреактивов были освоены десятки
новых оригинальных реактивов. Был
разработан пестицид
"Виндитад", освоено его
опытное производство, создано
опытное производство
дивинилсульфида и оригинальных
ионообменных смол на его основе, в
том числе используемых для очистки
крови. Были, был, было… Можно еще
долго перечислять. Но грустно.
Правда, в последние год-два заводы
вновь вспомнили о нас, с нами снова
стали заключать хоздоговоры — это
хороший знак. Правда, по объему этим
хоздоговорам пока еще далеко до
контрактов с зарубежными фирмами.

— Какую
роль, вы отводите химии, в
частности, вашему направлению, в
технологиях будущего?

— Без химии
технологии будущего просто
немыслимы. Химия дает новые
вещества и материалы, позволяет
развивать новые процессы — какая
вообще технология может быть без
этого? Возьмем, например,
мембранную технологию, в частности,
разделение газов или жидкостей с
помощью мембран — своеобразных
молекулярных фильтров. В принципе,
например, можно отделить спирт от
воды, пропуская водку через
мембрану. Такие молекулярные
фильтры разрабатывают сейчас из
полимеров. Ряд наших мономеров,
например, виниловые эфиры гликолей
и полиэтиленгликолей хорошо
подходят для этих целей. Это только
один из выходов наших разработок на
технологии будущего. Я уже
рассказывал о литиевых
аккумуляторах сверхвысокой
емкости, для создания которых
используются наши
серно-ацетиленовые полимеры. Это
тоже технология будущего.
Американцы так и говорят о своих
батареях, которые мы помогаем им
создавать: powering electronic future
(обеспечение энергией электронного
будущего). Наше направление в химии
связано с такими "горячими"
областями высоких технологий, как
органические полупроводники,
хранение и передача информации на
молекулярном уровне, нелинейная
оптика, высокоселективные сорбенты
и экстрагенты, мембраны,
приближающиеся к липосомам живых
клеток.

— Что вы
мечтаете еще осуществить?

—
Смоделировать фотосинтез.
Научиться с помощью молекул
определенной структуры связывать и
запасать солнечную энергию,
расходуя на это только углекислый
газ и воду так, как это делают
растения.

— Верите
ли вы в возрождение науки?

— Наука
никогда не умирала и не умрет.
Добывать новые знания для человека
так же естественно и необходимо как
ходить, любить, жить и дышать.

Беседовала
Галина КИСЕЛЕВА.