Почему Иваново – город не только невест, но и мощной химической науки – рассказывает О.И. Койфман, президент Ивановского химико-технологического университета, член-корреспондент РАН.
– Оскар Иосифович, вы президент Ивановского химико-технологического университета, а также главный научный сотрудник Института химии растворов РАН. В каком из этих научных учреждений больше проводите времени?
– Мне очень сложно разделять научную работу в Институте химии растворов и в Ивановском государственном химико-технологическом университете, где я фактически всю жизнь занимался тематикой, о которой мы с вами собираемся говорить. Это синтез и исследование физико-химических свойств и практическое применение макрогетероциклических соединений. Я назову два вещества, которые знают все: это хлорофилл – красящее вещество листьев растений, участвующее в процессе фотосинтеза. Это гем крови в составе гемоглобина, обеспечивающий перенос кислорода в ткани у человека и животных, и это витамин В12, который достаточно часто используют в лекарственных целях для нормального кроветворения.
Я и мои сотрудники в течение всей жизни занимались именно группами первых двух соединений – аналогами хлорофилла и гема, а последнее время и исследованиями витамина В12. Аналогами, потому что эти молекулы могут быть модифицированы, и в результате получается целый ряд других соединений, отличающихся по свойствам от основных, но тем не менее являющиеся близкими к ним соединениями. И есть целый класс этих же соединений, которые мы получаем искусственным путем. Эти соединения, как правило, в воде нерастворимы, а растворимы только в органических растворителях. Чаще всего или достаточно часто требуется их растворение в воде. И поэтому нужно молекулу изменить, модифицировать. И вот этим мы занимались.
– Расскажите, пожалуйста, о применении тех соединений, которые вам удалось получить.
– После защиты кандидатской диссертации, я занимался синтезом и исследованием этих соединений, которые при взаимодействии с металлами давали так называемые координационные соединения. Вот эти координационные соединения мы испытывали в качестве катализаторов различных реакций. Катализаторы – это вещества, которые увеличивают скорость протекания реакции. И, в частности, эти катализаторы использовались для создания топливных элементов. В топливных элементах электрическая энергия получается при взаимодействии водорода и кислорода. Это экологически чистый элемент, и в настоящее время он достаточно широко применяются как в авиации, так и в автомобилестроении. Тогда же их пытались испытывать для космических аппаратов.
Мы занимались катализаторами для реакции окисления SО2 в SО3 в процессе получения серной кислоты совместно с Институтом атомной энергии под руководством академика Валерия Алексеевича Легасова. Кроме того, наши соединения использовались в качестве катализаторов в реакции фотополимеризации, и при этом получались полимеры, обладающие уникальными оптическими свойствами. На таких полимерах можно было записывать с помощью голографии громадный информационный объем. Тогда с компьютерами была проблема, и поэтому для нанесения большого объема информации, особенно для летчиков, готовились такие полимеры, на которые наносились полетные карты.
Эти соединения использовались и для целого ряда других химических процессов . В том числе и для очистки, например, нефти от содержащихся в ней серосодержащих соединений, от которых нужно было избавиться. Эти катализаторы, созданные в Ивановском химико-технологическом совместно с Казанским ВНИИУСом, до сих пор работают в промышленности.
Наверное, я мог бы многое рассказывать о применении макрогетероциклических соединений. Добавлю еще только, что именно тогда начались исследования по использованию макрогетероциклических соединений, и, прежде всего, порфириновых соединений, составляющих основу хлорофилла и гема крови, в качестве лекарственных препаратов. В первую очередь, для лечения онкологических заболеваний. У нас в Ивановском химико-технологическом университете создана научно-производственная лаборатория по синтезу полупродуктов для выпуска этих лекарственных препаратов, которые производятся на фармацевтических предприятиях. Мы начали эту работу в 2003 году, и она до сих пор продолжается, объемы растут. Потому что онкология как болезнь, к сожалению, не уменьшается в количественном отношении, а только увеличивается. И такие лекарства, как «Фотодитазин», как «Фоторан Е6», выпускаются и широко применяются в лечебной практике.
– Оскар Иосифович, хотелось бы на эту тему поговорить чуть подробнее. Расскажите, пожалуйста, каков принцип работы этих препаратов, которые получены на основе вашей разработки? Как вообще вы вышли на эту идею?
– Мы давно и плодотворно сотрудничали с профессором Гелием Васильевичем Пономаревым из Института химической биофизики им. Ореховича, который всю жизнь занимался фотосенсибилизаторами на основе порфиринов. Фотосенсибилизаторы – это такие вещества, которые, при облучении их светом определенной длины волны, лазером или какой-нибудь красной лампой, активируются, с образованием активного кислорода и активных радикалов. Они фактически убивают те клетки, которые являются раковыми. Это и есть принцип действия фотосенсибилизаторов. Но для того, чтобы создать фотосенсибилизатор, необходимо синтезировать соединение, которое воспринимается организмом, которое обладает нужными качествами для того, чтобы проходить по кровеносным сосудам и накапливаться в злокачественных опухолях, чтобы затем, при облучении, выделять те активные частицы, о которых я сказал. Все это достаточно большая работа, но действие фотосенсибилизаторов известно очень давно. Одним из простейших является синька, метиленовый синий, и целый ряд других соединений. А это – сенсибилизатор следующего поколения, который целенаправленно накапливается именно в злокачественной опухоли. При поверхностных раковых заболеваниях у него достаточно большая эффективность.
– Это не химиотерапевтические препараты?
– Нет. Этот метод лечения называется фотодинамическая терапия. Достаточно активно этот метод применяется в целом ряде регионов Российской Федерации. Есть разрешение и рекомендации Минздрава. Но, если честно, нужно сказать, что все-таки, на мой взгляд, не так активно внедряется этот метод, как хотелось бы. Технические возможности нашей лаборатории позволяют производить необходимый полупродукт для лекарственных препаратов в достаточном количестве. Мы в состоянии обеспечить всю Россию необходимым количеством этого полупродукта, который носит название «метилфиофорбид». Для нас оно звучит красиво.
– И правда красиво. Оскар Иосифович, скажите, пожалуйста, есть ли нечто уникальное среди ваших разработок?
– Заслуга нашей Ивановской школы, основателем которой был профессор Борис Дмитриевич Березин, в том, что мы начинали с детального исследования физико-химических свойств этих соединений, с изучения механизмов реакций, протекающих при образовании нужных соединений с металлами, так называемых координационных соединений, большинство из которых используется в практических целях. В свое время мы получили за это даже премию правительства Российской Федерации в области науки и техники , а именно за внедрение технических методов для получения этих соединений. И поэтому мы считаем, что Ивановская школа является одной из ведущих в области синтеза, исследования физико-химических свойств и практического применения соединений, о которых я говорю.
А с 1980 года параллельно эти исследования велись в Институте химии неводных растворов, АН СССР, а теперь Институте химии растворов им. Г.А. Крестова РАН . Прежде всего, потому что туда перешел на работу основатель нашей научной школы Борис Дмитриевич Березин. У него там был отдел, три лаборатории и достаточно много сотрудников, которые занимались самыми разными вещами, вплоть до применения природных хлорофилловых соединений для окрашивания текстильных материалов. И эти исследования действительно дали возможность осознанно подойти к целому ряду реакций, в которых применяются координационные соединения наших макрогетероциклов. Это большое направление, которое разрабатывается до настоящего времени.
Но в последнее время, как я уже сказал, сделан достаточно большой уклон в пользу исследования этих соединений в качестве лекарственных препаратов. Я сразу хочу сказать, что такие исследования, доводимые до логического завершения возможны только в специализированном учреждении. Ни Ивановский химико-технологический, ни Институт химии растворов РАН не являются такими организациями. Мы в состоянии синтезировать соединение, обеспечить это соединение необходимыми свойствами, провести какие-то первичные испытания и затем передать эти соединения на испытания специалистам.
– Есть ли у вас какие-то исследования, связанные с новой коронавирусной инфекцией?
– Примерно полгода назад был объявлен конкурс Российского фонда фундаментальных исследований, который назывался «Вирус». В задачи этого конкурса входило – отобрать работы, которые в состоянии что-то предложить в лечении вируса либо
в понимании механизма взаимодействия лекарственных препаратов при заболевании ковидом. Наш Институт химии растворов участвовал в этом конкурсе, и по двум проектам оказался победителем. Одним из этих проектов руковожу я, другим – профессор Сергей Александрович Сырбу.
– А что это за проекты?
– В самом начале пандемии я прочитал статью китайских авторов, которые показывали, что взаимодействие коронавируса происходит с одной из частей гема крови. В результате затрудняется способность гема крови осуществлять процесс дыхания. И мне в голову пришла мысль, что те вещества, которые мы используем в качестве лекарственных препаратов для лечения онкологических заболеваний, фактически аналоги гема крови, тут тоже могут помочь. Мы провели вместе с профессором Натальей Савельевной Лебедевой из Института химии растворов Российской академии наук квантово-химические расчеты, которые показали, что, если в организм ввести макрогетероциклическое соединение, которое в нашем случае носит название «хлорин Е6», то взаимодействие коронавируса с вводимым в организм веществом процентов на 30 более предподчительно, чем с гемом крови.
Таким образом, если вводить в организм это соединение, то мы некоторым образом облегчаем протекание болезни. Потому что коронавирус будет реагировать не с гемом крови, а с вводимым нами веществом. А наше вещество в течение суток и даже менее полностью выводится из организма. Именно эта идея была положена в основу проекта.
Мы получили деньги на исследование. За это время обобщили литературные данные, опубликовали большой обзор в журнале «Молекулы» за рубежом. Кроме этого, написали по предложению редакции статью в энциклопедию. А сейчас занимаемся практическим доказательством того, что этот процесс происходит.
К большому сожалению, в Российской Федерации с химическими реактивами и с другими необходимыми веществами для исследований существует очень большая проблема. Эти вещества нужно заказывать в большинстве своем за границей. А в связи с коронавирусом и таможенными сложностями это очень длительные процессы.
– Оскар Иосифович, для обывателя город Иваново ассоциируется с двумя шаблонами. Во-первых, Иваново – это город невест. Во-вторых, это ивановский трикотаж. Это правда или что-то изменилось?
– Иваново по-прежнему является центром текстильной промышленности. Это правда. Да, не в том количестве и не в тех объемах, которые были в советское время, а это было 70% от производства легкой промышленности Советского Союза. Теперь, конечно, меньше. Но, тем не менее, несмотря на сложности, эта промышленность у нас работает достаточно стабильно, продолжает выпускать и ткани, и швейные изделия, и постельное белье. К большому сожалению, если раньше все делалось от начала до конца – от хлопка до конечной продукции, то теперь есть определенные проблемы и экономические, и географические, которые промышленники каким-то образом решают.
– Ну, а насчет города невест, что вы можете сказать?
– Думаю, что Иваново остался городом невест, особенно сейчас. К концу 80-х годов Иваново переставал быть городом невест. Количество мужчин и женщин сравнивалось. Работали заводы: тяжелого станкостроения, завод измерительных приборов, чесальных машин, «КРАНЭКС», «Автокран», еще целый ряд производств, где в основном работали мужчины, которых туда специально приглашали. Теперь же народ уезжает в Москву на заработки. В основном мужчины. Таким образом, звание города невест, наверное, все-таки возвращается.
– Не знаю, хорошо это или плохо. Но зато теперь мы все знаем, что Иваново – еще и город химиков.
– Да, Иваново – город мощной химической науки. Кроме Института химии растворов, университетов, у нас есть научно-исследовательский институт пленок и кож технического назначения, есть завод «Искож», НПО « Стандартпласт». Когда-то планировалось строительство завода химического волокна. Но, к большому сожалению, его не будет. Этот завод действительно мог бы дать толчок и в развитии химии, и, главное, нашего химико-технологического университета, в котором есть такая специальность, – мы готовим технологов для производства химических волокон. Я заведующий этой кафедрой. На гербе нашего университета написано «Chimia est vita», что означает «Химия – это жизнь» Именно поэтому я надеюсь, что химия в нашем городе будет развиваться.
Фото из личного архива И.О. Койфмана
