Babichev, Fedor Semjonovič

Babichev, Fedor Semjonovič
Datum narození 28. února 1917( 1917-02-28 )
Místo narození vesnice Bobrikovo , nyní Luhanská oblast
Datum úmrtí 28. dubna 2000 (ve věku 83 let)( 2000-04-28 )
Místo smrti město Kyjev , Ukrajina
Země
Vědecká sféra organická chemie
Místo výkonu práce Kyjevská státní univerzita
Alma mater Kyjevská státní univerzita
vědecký poradce Javorskij V. P.
Kiprianov A. I.
Studenti Volovenko Yu. M.
Kovtunenko V. A.
Známý jako výzkumník v oblasti jemné organické syntézy , chemie dusíkatých heterocyklů
Ocenění a ceny

Fjodor Semjonovič Babičev, ( ukrajinský Fedir Semenovič Babičev ; 28. února 1917 , Jekatěrinoslavská provincie  - 28. dubna 2000 , Kyjev ) - sovětský ukrajinský vědec, specialista na organickou chemii ( organická syntéza , chemie heterocyklických sloučenin). Akademik Akademie věd Ukrajinské SSR, místopředseda Akademie věd Ukrajinské SSR, zástupce Nejvyššího sovětu Ukrajinské SSR; Čestný profesor Soros , vážený pracovník vědy a techniky Ukrajiny.

Životopis

Vědecká práce

Syntéza a studium nových cyaninových barviv

Chemie organických barviv byla jednou z prvních oblastí organické chemie , která začala rozvíjet koncepci cílené syntézy nových látek s předem určenými vlastnostmi. A rozvoj organické chemie v SSSR na přelomu 40. a 50. let byl charakterizován zvýšeným zájmem o vývoj fotosenzibilizátorů pro filmový a fotografický průmysl . Zejména byla studována možnost použití cyaninových barviv jako senzibilizátorů, z nichž nejlepší výkon měli zástupci benzthiazolové řady .

F. S. Babichev ještě jako student začal pracovat na tomto tématu pod vedením akademika Akademie věd Ukrajinské SSR V. P. Javorského a poté akademika Akademie věd Ukrajinské SSR A. I. Kiprianova . Byly studovány alkylační reakce methylenových bází benzthiazolové , thiazolové a naftothiazolové řady s alkylhalogenidy . Studie ukázaly, že reakce je doprovázena otevřením jednoho z thiazolinových kruhů dimeru methylenové báze . Byla provedena revize vzorce Mumm, který byl dříve připisován takovým dimerům, a byl pro ně navržen Babichevův vzorec. Platnost navrženého vzorce byla prokázána metodou protisyntézy . Kromě methylenových bází byly studovány podobné ethylidenové báze, experimenty ukázaly, že na rozdíl od methylenových bází existují ve formě monomerních molekul a jsou alkylovány se zachováním thiazolinového kruhu. V té době probíhal výzkum v tomto směru také ve Francii a Rumunsku , úspěch byl na straně kyjevských chemiků. Výzkum v oblasti thiazol-methylenových bází se stal základem disertační práce F. S. Babicheva ( 1948 )

V roce 1956 F. S. Babichev navrhl účinnou metodu syntézy karboxylových kyselin a alkoholů v benzthiazolové řadě (benzothiazolylalkyl (aryl)karboxylové kyseliny a jim odpovídající alkoholy). Způsob syntézy kyselin spočívá v kondenzaci o- aminothiofenolu s anhydridy dikarboxylových kyselin mastné, aromatické a heterocyklické řady. Alkoholy lze získat redukcí kyselin nebo jejich esterů lithiumaluminiumhydridem při nízké teplotě nebo okamžitě v jednom stupni, pokud je anhydrid během kondenzace nahrazen odpovídajícím laktonem . Tyto sloučeniny jsou základem řady derivátů a důležitých meziproduktů v organické syntéze, dříve neexistoval obecný způsob jejich syntézy a bylo známo jen několik zástupců této řady. Byla provedena systematická studie vlivu na průběh syntézy polárních substituentů ve struktuře nesymetrických anhydridů a také vlivu prostorového faktoru.

Další studie ukázaly, že nové třídy sloučenin jsou cennými surovinami pro syntézu 2,3-polymethylenbenzothiazoliových solí a na nich založených cyaninových barviv. Ukazuje se také, že mají velký teoretický význam pro chemii barviv, protože umožňují syntetizovat barviva s různou délkou polymethylenového řetězce a studovat vliv tohoto faktoru na prostorovou strukturu molekuly a jako důsledek, na barvu. Známí chemici G. Schwartz a P. de Smets si nárokovali vedoucí postavení v syntéze takových benzthiazoliových solí, ale jejich výsledky se ukázaly jako chybné; ve speciální práci F. S. Babicheva bylo prokázáno, že další produkty vznikají v jimi popsané reakce. Dále se ukázalo, že zavedení heteroatomu (jako je síra nebo kyslík) do polymethylenového řetězce může vést k prohloubení barvy . Některá barviva syntetizovaná v průběhu práce se ukázala být dobrými senzibilizátory pro fotografické emulze halogenidu stříbrného . Tato série prací tvořila základ doktorské disertační práce F. S. Babičeva (1965).

Úspěšná syntéza řady cyaninových barviv posloužila jako impuls pro další etapu výzkumu – studium zákonitostí, jimiž se řídí vliv molekulární struktury na barvu. Pro kvalitativní statistickou analýzu bylo nutné syntetizovat řadu sloučenin s různou strukturou. Jedním ze směrů v oblasti syntézy byl vývoj obecného principu pro přípravu kvartérních thiazoliových solí a barviv na nich založených, tedy přechod na thiazol , prostý o- fenylenového fragmentu, analogy dříve získaných barviv . Požadované kvartérní soli nebyly dříve známy. V pracích F. S. Babicheva byla nalezena obecná metoda jejich syntézy pomocí reakce α- haloketonů s thiolaktamy ( thiopyrrolidon , thiokaprolaktam atd . ) anulací thiazolového kruhu na již existující heterocyklický systém. Jako reakční substráty byly použity deriváty 2-merkaptopyridin , 2-merkaptochinolin , 5-merkapto-1,2,4-triazol a jako reakční činidla byly použity také β-haloketony, což umožnilo výrazně rozšířit možnosti metody.

V roce 1964 byla publikována řada prací F. S. Babicheva o syntéze kondenzovaných [1,3]-thiazoliových solí a metoda byla implementována dalšími výzkumníky, byly studovány spektrální charakteristiky výsledných nových cyaninových barviv. Cyklus prací o cyaninových barvivech je uznáván jako významný přínos pro vědu, články jsou citovány v monografiích, výsledky studia závislosti struktura-barva jsou obsaženy v učebnicích chemie organických barviv a teorie barev.

Syntéza a studium fúzovaných heterocyklů s uzlovým atomem dusíku

V 60. letech 20. století čelili teoretičtí chemici problému testování použitelnosti konceptu aromaticity na určité třídy chemických sloučenin. Od klasických a nebenzenoidních aromatických uhlovodíků se vědecký zájem přesunul ke kondenzovaným heteroaromatickým sloučeninám, zejména těm, které obsahují nodální atom dusíku. Takové sloučeniny jsou i v praxi zajímavé, jsou mezi nimi známé přírodní biologicky aktivní látky a významná léčiva . Bylo nutné studovat vliv heteroatomů na stabilitu molekuly cyklického polyenu a možnost aplikace Hückelova pravidla na takové systémy pro teoretickou předpověď jejich povahy; pro teorii organické syntézy bylo nutné objasnit zákonitosti orientace výskytu substituentů při napadení molekul této třídy činidly různé povahy.

Kyjevští vědci významně přispěli k vyřešení problému. F. S. Babichev a pod jeho vedením syntetizoval a studoval isoelektronické analogy indolizinu . Za tímto účelem byly vyvinuty zásadně nové metody syntézy 10-, 14- a 18-π-elektronických heteroaromatických sloučenin, ze kterých byly získány odpovídající heterocyklické systémy: pyrrolo[2,1 - b ]thiazolové deriváty, thiazolo[ 3,2 - b ]pyridiniové soli, pyrrolobenzimidazoly, isoindolo[1,2 - b ]benzothiazoly, isoindolo[1,2 - a ]benzimidazoly a další. Byla vyvinuta dvoustupňová metoda anulace pyrrolového kruhu na azoly a byla testována na mnoha příkladech . V prvním stupni se z azolu a a-haloketonu získá kvartérní alkylacylová sůl, která se pak cyklizuje. Tato metoda byla poprvé použita k syntéze nejjednodušších zástupců bicyklických systémů s uzlovým atomem dusíku - pyrrolothiazoly, pyrroloimidazoly, pyrrolotriazoly. Jsou popsány vlastnosti získaných nových heterocyklických sloučenin, jejich elektronová struktura byla studována fyzikálními metodami a metodami kvantové chemie , byla prokázána jejich aromatická povaha; jejich reakce elektrofilní substituce a adice byly systematicky zkoumány .

Později, v polovině 80. let, se vědec vrátil k tématu syntézy heterocyklů s uzlovým atomem dusíku, přičemž vzal v úvahu své první zkušenosti se studiem methylenových bází. Jako substráty pro chemické reakce byly zvoleny α-kyanomethylové a α-sulfonylmethylové deriváty dusíkatých heterocyklů (azoly a aziny ), methylenové báze byly nahrazeny především karbanionty vznikajícími v reakčním prostředí. Byla také použita jiná metoda aktivace α-methylové skupiny heterocyklu - nikoli prostřednictvím kvarternizace , ale zavedením substituentu přitahujícího elektrony. Spolu s Yu. M. Volovenko bylo syntetizováno více než 60 nových heterocyklických systémů s uzlovým atomem dusíku. Výsledné sloučeniny obsahují aminoskupinu, což umožňuje jejich použití pro další syntézu léčiv vykazujících široký rozsah biologické aktivity ( baktericidní , radioprotektivní atd.), vhodných pro hledání nových léčiv.

Studium chemie isoindolu

V roce 1971 byla společně s A. K. Tyltinem vyvinuta metoda syntézy derivátů isoindolu využívající interakce o- chlormethylbenzonitrilu s aminy.

Isoindoly, zástupci jednoho z nejjednodušších, základních heterocyklických systémů, byly v té době obtížně dostupné a málo prozkoumané. Jsou velmi zajímavé pro teoretickou i praktickou chemii jako třída heterocyklických sloučenin, které mají dvě zdánlivě opačné vlastnosti – aromatitu a vysokou reaktivitu. Zdokonalování metod syntézy a komplexní studium sloučenin této třídy na dlouhou dobu vstoupilo do předmětu vědecké práce katedry organické chemie. Systematicky byly studovány fyzikální a chemické vlastnosti a elektronová struktura substituovaných a kondenzovaných isoindolů.

Jednou z nejcharakterističtějších vlastností isoindolu je schopnost interagovat s dienofily v Diels-Alderově reakci . Bylo zjištěno, že složitější kondenzované systémy na bázi isoindolového jádra si tuto schopnost do určité míry zachovávají. V důsledku toho byla syntetizována řada sloučenin s trojrozměrným uhlíkovým skeletem.

Kyjevská škola organické chemie v čele s F. S. Babichevem byla jedinou v SSSR a druhou na světě po německé, která dosáhla významných úspěchů ve studiu izoindolů, výsledky vědecké práce na toto téma se odrážejí ve formě četných publikací, recenzí v mezinárodních časopisech, autorských certifikátů, monografií.

Vývoj syntonického přístupu v metodologii organické syntézy

V 80. - 90. letech 20. století byl hlavním tématem práce F. S. Babičeva a jeho studentů vývoj zásadně nových metod pro konstrukci heterocyklických systémů využívajících pro tato léta nový syntonický přístup. Jedním z úkolů, které F. S. Babichev své skupině stanovil, bylo studium takových chemických přeměn, které by umožnily získat sloučeninu nejvyšší úrovně složitosti v jedné fázi. Za tímto účelem byly studovány reakce anulace , cykloadice , intramolekulární alkylace a arylace . Dalším aspektem této série prací bylo vytvoření metodiky pro cílenou syntézu složitých předem specifikovaných heterocyklických systémů pomocí relativně jednoduchých a cenově dostupných výchozích činidel. Toto plánování syntézy se nazývá „molekulární inženýrství“ nebo molekulární design . Stejně jako u konceptu „synthon“ mělo mnoho chemiků skeptický postoj k molekulárnímu designu na začátku těchto studií F. S. Babicheva.

Skupina F. S. Babicheva navrhla velký počet elektrofilních C 4 - a C 5 - synthonů obsahujících nitrilovou skupinu. První z nich byly získány známými metodami, ale na jejich základě již byly syntetizovány nové molekulární struktury. V průběhu práce bylo objeveno několik přesmykových reakcí , včetně dvou přesmyků ovlivňujících nejen polohu substituentů nebo funkčních skupin (migrace), ale také jádro kondenzovaného heterocyklického systému (skeletální přesmyky). Takové transformace jsou zvláště ceněny v organické syntéze, protože umožňují zvýšit rozmanitost produktů a získat chemické sloučeniny, které jsou jinými způsoby nedostupné.

Práce na konstrukci heterocyklických systémů byla završena vydáním retrospektivního přehledu, který tyto studie kombinoval z hlediska syntonického přístupu. V roce 1998 získali F. S. Babichev, V. M. Volovenko a V. A. Kovtunenko Státní cenu Ukrajiny v oblasti vědy a techniky za sérii prací „Molekulární design heterocyklických sloučenin“.

Pedagogické, administrativní a jiné práce

Fedor Semjonovič Babichev spojil pedagogickou a organizační činnost s vědeckým výzkumem. Jako vysokoškolský učitel a školitel vychoval mnoho kvalifikovaných chemiků, pod jeho vedením bylo obhájeno 25 kandidátských a 2 doktorské disertační práce.

Bez zastavení výuky a výzkumné práce na univerzitě působil Fedor Semjonovič 10 let jako místopředseda Akademie věd Ukrajinské SSR, po dlouhou dobu byl zástupcem. předseda a poté předseda redakční rady Ukrajinské sovětské encyklopedie , zástupce. šéfredaktor " Zpráv Akademie věd Ukrajinské SSR ", člen redakčních rad časopisů " Bioorganic Chemistry " a " Ukrajinský chemický časopis ".

Hodnocení činnosti F. S. Babicheva

Činnost F. S. Babičeva jako vědce, učitele a organizátora vědy je vědeckou obcí i státem vysoce oceňována. Byl vyznamenán třemi řády a četnými medailemi, Akademií věd a státními cenami.

Hodnocení kvality vědecké práce lze nalézt v doporučení ke zvolení Babičeva akademikem Akademie věd Ukrajinské SSR, které napsal světoznámý organický chemik akademik AI Kiprianov.

Všechna díla Fjodora Semenoviče jsou zcela originální, protože na sebe vzájemně navazují, navazují na sebe a představují důsledný vývoj myšlenek.

Fedor Semjonovič své dílo nehledal a nepůjčoval si. Všechna jeho díla jsou jedním celkem. V těchto dílech je vše propojeno, nic není náhodné.

Důležitá je také jiná věc. Díla Fjodora Semjonoviče jsou nejen originální, ale i relevantní, obsahově zásadní, důkladná a přesná. Fedor Semjonovič opakovaně odhaloval a opravoval chyby jiných autorů, ale sám se do jejich pozice nikdy nedostal.

Publikace

Knihy

V periodikách

Fedor Semjonovič Babichev je autorem nebo spoluautorem více než 300 vědeckých článků v následujících periodikách:

Bibliografie

Kovtunenko V. O., Kisil V. M. Fedir Semenovič Babichev. - K . : Naukova Dumka, 1999. - 112 s. - ISBN 966-00-0522-9 .

Odkazy