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.