Науковці Інституту органічної хімії, які виконують проєкт «Латентні карбени для органічного синтезу» вирішили зробити те, чого не робив ще жоден дослідник: стабілізувати карбeни і, відповідно, зробити їх доступними для застосування.
Науковий керівник проєкту – завідувач відділу хімії фосфороорганічних сполук Олександр Костюк розповідає про свою роботу спокійно й буденно. Олександр Миколайович упевнений, що команда успішно закінчить проєкт після відновлення фінансування. Але вчений переживає, чи зуміє скористатися результатами цього відкриття українська наука і виробництво. Впевнений, що попереду – важкі часи…
Втім, перед труднощами ні сам науковець, ні його команда не пасує. Повномасштабне вторгнення застало Олександра Костюка у відрядженні в Бразилії, а вже у квітні він, з багатьма пересадками (через Сан-Паулу та Стамбул), повернувся до України. Каже: у перші тижні війни психологічно було дуже важко, переживав за колег та інститут (установа знаходиться у східній частині міста, звідки до Броварів, де стояли танкові колони ворога, зовсім близько).
Повернувшись до Києва, одразу включився в роботу. Час від часу цю роботу переривають повітряні тривоги та вибухи: вибухова хвиля вибила вікна в його лабораторії у червні, коли російська ракета влучила у Дарницький ремонтний завод, який неподалік. Але вікна швидко засклили і продовжили роботу.
Тему карбенів Олександр Костюк разом з науковцями відділу досліджує кілька десятиріч. Вчені створили нові типи карбенів, мають чимало вагомих статей.
– Карбени відомі вже років сто, – пояснює співрозмовник. – Але якщо синтезувати, наприклад, простенькі діамінокарбени, то отриману речовину потрібно використати максимально швидко. Ці частинки надзвичайно активні й швидко перетворюються в інші сполуки. Зберігати їх неможливо. Не дивно, що діамінокарбени не надто широко використовуються в органічній хімії.
Науковці з Інституту хімії модифікували тетраметилдиамінокарбен, – замість одної метильної групи використали триметилсилільну. Одразу ж синтезований карбен перетворився на нейтральну сполуку.
– Будь-який хімік подивиться на цю сполуку й скаже: молекула як молекула, нічого видатного, – усміхається Олександр Миколайович. – Але ми працювали далі й помітили в цих молекулах незвичні властивості. З’ясували, що нейтральна сполука знаходиться в рівновазі з карбеном. Вміст карбену незначний, однак наявність карбену визначає хімічні властивості нейтральної сполуки.
Вивченню цих властивостей карбену і присвячено проєкт, який фінансувався за кошти НФДУ. Розрахунки й дослідження підтвердили: синтезована нейтральна молекула існує в рівновазі з карбеном. «З’ясувалося, що таких молекул – цілі класи», – додав вчений.
Таких досліджень з карбенами ще ніхто не проводив, відкриття українських вчених абсолютно піонерське.
– Ми дослідили, як саме молекула може переходити з однієї форми в іншу, навели приклади, – розповів науковець. – Образно кажучи, тепер можна синтезувати необхідну кількість сполуки, покласти до холодильника і використати тоді, коли буде потрібно.
До початку війни науковці опублікували три статті й підтвердили, що їхні гіпотези правильні. У 2022 році вони почали вивчати механізми, як і чому відбувається стабілізація, як реагують молекули в різних реакціях.
– Я впевнений, що наша робота відкриває цій сполуці шлях до найширшого застосування, – зазначив Олександр Миколайович. – Це потужний і зручний метод, адже молекули карбену – прекрасний реагент, важливий для багатьох хімічних процесів, і відповідно, для виробництва. Застосувати ці сполуки можна в багатьох галузях – для розділення матеріалів, модифікації молекул та наночастинок, перетворення фреонів тощо. Зокрема, у медичній хімії, фармацевтиці, нанотехнологіях тощо.
У команді, яка виконувала проєкт, шестеро вчених, троє з них – молоді. Усі вони сьогодні працюють в Україні й, відповідно, стикаються зі зменшенням фінансування, адже гроші з багатьох наукових напрямів направлено на оборону країни. Продовження досліджень в амбітному проєкті за кошти НФДУ для них дуже важливе.
– Війна показала, що в Україні дуже талановита молодь, яку радо беруть на роботу в кращих дослідницьких установах світу, – додав співрозмовник. – Саме тому, попри війну, економічну кризу і недостатність фінансування, маємо зробити все, щоб молоді науковці мали можливість залишитися і працювати в Україні.
Світлана ГАЛАТА
