Иркутский институт химии им. А. Е. Фаворского

Сибирское отделение

Российская академия наук

Иркутскому институту химии

им. А.Е. Фаворского СО РАН

50 лет

Иркутск 2007

УДК 547.314.2:547.245

Академическая химия Восточной Сибири (Иркутскому институту химии им. А. Е. Фаворского СО РАН – 50 лет) / Под общей ред. Б. А. Трофимова и М. Г. Воронкова, главн. ред. Л. Б. Кривдин. – Новосибирск: Издательство СО РАН. – 2007. – ХХХ с.

ISBN X-XXXXX-XXX-X

Книга представляет собой исторический очерк о становлении флагмана отечественной химической науки в Восточной Сибири – Иркутского института химии им. А. Е. Фаворского Сибирского отделения Российской академии наук, которому в 2007 г. исполняется 50 лет. Книга будет полезна широкому кругу научных работников, преподавателям, аспирантам и студентам, специализирующимся в различных областях химии.

Печатается по решению Ученого совета

Иркутского института химии им. А. Е. Фаворского СО РАН

Под общей редакцией

академика Б. А. Трофимова и академика М. Г. Воронкова

Отпечатано в типографии "Название типографии", адрес типографии

Усл. печ. л. ХХ. Гарнитура Таймс. Тираж 1000 экз.

ISBN X-XXXXX-XXX-X © Иркутский институт химии СО РАН, 2007

С О Д Е Р Ж А Н И Е

ОТ РЕДАКЦИИ …………………………………………………………….... 4

ГЛАВА 1. СТАНОВЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ НАУЧНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ИНСТИТУТА

(Б. А. Трофимов)............................................................................................... 6

ГЛАВА 2. НАУЧНЫЕ ШКОЛЫ..……………............................................... 55

Химия ацетилена: от А.Е. Фаворского до наших дней

(Н. К. Гусарова)................................................................................................. 55

Новое слово в химии кремния

(Н. Н. Власова)................................................................................................. 63

ГЛАВА 3. ИНСТИТУТ НАБИРАЕТ СИЛУ.................................................. 72

У истоков: академическая химия в Восточной Сибири

(Б. А. Трофимов)............................................................................................... 72

Четверть века забот и достижений

(М. Г. Воронков)............................................................................................... 102

Рождение новых технологий

(В.К. Станкевич)............................................................................................... 137

ГЛАВА 4. ОТКРЫТИЯ, УСПЕХИ, ДОСТИЖЕНИЯ

(ИЗ ВОСПОМИНАНИЙ СОТРУДНИКОВ)................................................. 144

Химия кремния: первые шаги в науку

(Н. Н. Власова, Н. А. Кейко)............................................................................. 144

От ацетилена к химии пиррола

(А. И. Михалева, О. В. Петрова)..................................................................... 193

Важные вехи 80-90-х

(А. С. Медведева).............................................................................................. 223

О Т Р Е Д А К Ц И И

Эта книга - фундаментальная монография о становлении академической химической науки в Восточной Сибири, которое началось в 1957 году с организации Иркутского института органической химии СО АН СССР.

В главах монографии рассказывается о возникновении и быстром росте основных научных направлений Института – химии ацетилена и химии кремния - областях, где молодой коллектив сибирских ученых скоро стал одним из мировых лидеров. В книге много внимания уделяется новым химическим реакциям, открытым в Институте, синтетическим методам и подходам, передовым технологиям и лекарственным веществам нового поколения, а также препаратам для сельского хозяйства, которые принесли Институту мировую известность. В монографии в живой и популярной форме рассказывается о важных открытиях, имеющих отношение не только к химии ацетилена и кремния, но и к химии гетероциклических соединений, химии серы, фосфора, а также химии природных соединений и возобновляемого сырья (древесины). В книге читатель найдет много малоизвестных, но важных для истории науки фактов о возникновении и укреплении целого ряда оригинальных научных направлений в рамках двух основных научных школ, сложившихся в Институте: школе академика М. Г. Воронкова и школе академика Б. А. Трофимова, уходящих своими корнями в классическую химическую школу академика А. Е. Фаворского. Среди наиболее важных фундаментальных достижений института, увлекательно описанных в главах монографии – синтез пирролов из кетоксимов и ацетилена (реакция Трофимова), взаимодействие элементной серы с арилгалогеналканами (реакция Воронкова), открытие нового класса соединений пентакоординированного кремния - силатранов, синтез кремний- и оловоацетиленовых соединений, прямое получение сера- и фосфорорганических соединений, исходя из элементов и доступных исходных веществ.

В книге читатель найдет признание заслуг ученых института Правительством и Академией наук РФ: Государственная премия РФ за исследования в области органических соединений кремния с необычной валентностью, Премия им. А. М. Бутлерова Президиума РАН за цикл работ по синтезу биологически важных соединений через производные ацетилена, присвоение Институту Президиумом РАН имени академика А. Е. Фаворского.

Монография состоит из четырех глав, написанных ведущими учеными института, непосредственных создателей химической науки в Восточной Сибири. Монография привлечет внимание как специалистов-химиков, студентов и аспирантов, так и всех, кто интересуется интеллектуальным потенциалом России. Давайте вспомним, как все это было, и вспомним тех, кто так или иначе связал свою судьбу с институтом на разных этапах его развития. Нам остается только пожелать приятного чтения всем, кому интересна эта книга.

ГЛАВА 1. СТАНОВЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ НАУЧНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ИНСТИТУТА

академик Б. А. Трофимов

Основные направления исследований

Иркутский институт органической химии Сибирского отделения Академии наук СССР (с 1997 года - Иркутский институт химии СО РАН, с 2000 года - имени академика А. Е. Фаворского) - один из первых академических институтов Восточной Сибири. Он основан в 1957 году по Постановлению Президиума АН СССР.

Директором-организатором института становится член-корреспондент АН СССР М. Ф. Шостаковский, приехавший в Сибирь из Московского института органической химии АН СССР. Он был ближайшим сподвижником классика органической химии академика А. Е. Фаворского - основоположника химии ацетилена [1], основавшего Московский институт органической химии и принимавшего участие в организации Санкт-Петербургского государственного института прикладной химии. А. Е. Фаворский воспитал блестящую плеяду русских химиков, среди которых В. Н. Ипатьев, С. В. Лебедев, И. Н. Назаров, А. Е. Порай-Кошиц, Т. И. Темникова и др.

М. Ф. Шостаковский – крупнейший авторитет в области химии ацетилена и виниловых эфиров [2] приглашает в новый институт своих учеников и талантливую молодежь из Москвы, Ленинграда, Ярославля, закладывая тем самым основы динамичного развития крупнейшей Российской химической школы - школы Фаворского на Сибирской земле.

Институт выдвигается на передовые позиции мировой химической науки в области химии ацетилена и кремния, особенно кремнийацетиленовых соединений (Н. В. Комаров).

Развивается химия виниловых эфиров, сульфидов, аминов (под руководством А. C. Атавина - первого заместителя директора и Г. Г. Скворцовой, позже возглавившей лабораторию гетероциклических соединений), химия ацетиленовых спиртов (В. М. Власов), химия арилацетиленовых эфиров (А. Х. Филиппова), химия кремнийфторорганических соединений (Б. А. Соколов), химия оловоацетиленов (Н. В. Комаров, Р. Г. Мирсков), химия акролеина (В. И. Беляев, В. З. Анненкова), химия древесины и природных соединений (Н. А. Тюкавкина).

Создание препаратов для медицины и сельского хозяйства сразу же становится приоритетным направлением прикладных исследований института. Изучается и модифицируется бальзам Фаворского-Шостаковского [1] - противоожоговое, ранозаживляющее и противоязвенное лекарство, спасшее тысячи жизней на фронтах Великой Отечественной Войны (его и до сих пор можно найти в аптеках под названием винилин). Серосодержащий препарат роск, выпуск которого оперативно налаживается в г. Темиртау (Казахстан) на заводе Синтетического каучука, позволяет подавить массовое заболевание скота трихофитией в Западной Сибири и Казахстане.

Создается и гармонично вписывается в структуру института лаборатория исследования физиологической активности синтезируемых соединений с небольшим виварием.

Наряду с этим внедряются базовые технологии промышленного органического синтеза: безртутный метод получения ацетальдегида через виниловые эфиры (уже в середине 60-х успешно запускается опытно- промышленная установка мощностью 100 тонн в год), технология винилирования спиртов и гликолей при атмосферном давлении (А. С. Атавин, Б. А. Трофимов, Р. Д. Якубов [3]), уникальная технология получения эпоксидных смол нового поколения на основе винилокса (Б. А. Трофимов, Е. П. Вялых, Н. А. Недоля [4]). Позже рождаются технологии синтеза дивинилсульфида (Б. А. Трофимов, С. В. Амосова [5]), дивинилсульфоксида (Б. А. Трофимов, Н. К. Гусарова, С. В. Амосова [5, 6]), винилтетрагидроиндола (Б. А. Трофимов. А. И. Михалева [7]), тетравинилового эфира пентаэритрита (Б. А. Трофимов, С. Ф. Малышева [8]) и ряд других. Cоздаются оригинальные водорастворимые полимеры, снижающие гидродинамическое сопротивление движущихся в воде объектов: наши торпеды и подводные лодки наращивают скорость (М. Г. Воронков, В. А. Лопырев).

Становление института проходит в тесном взаимодействии с учеными Москвы, Ленинграда, Баку, Алма-Аты, Ташкента, где в то время были сильные ветви школы Фаворского, возглавляемые его известными учениками.

Начиная с 1970 года, когда директором института становится член-корреспондент АН СССР (позже академик) М. Г. Воронков - уже тогда крупнейший авторитет в области химии кремния [9-11] и серы [12], институт получает второе дыхание. Большая группа талантливых и известных ученых, приехавшая с ним из Риги, Ленинграда и Горького, развертывает под его руководством пионерские исследования в области химии гипервалентного кремния и биологически активных кремнийорганических соединений [9, 10], металлоорганических соединений [13], высокотемпературного синтеза органических производных серы [12].

Все эти годы в институте велась напряженная и кропотливая работа по добыванию новых знаний о строении сложных органических и гетероорганических молекул, о законах их синтеза и распада, химических, физических и биологических свойствах.

Новые знания были и остаются главной целью фундаментальных исследований института. В живой природе, в растениях и животных, в человеке каждое мгновение протекают тысячи химических реакций, синтез и распад тысяч органических и гетероорганических соединений, что собственно и составляет основу жизни, фотосинтеза, наследственности, памяти, мышления, передачи информации. Чтобы сознательно влиять на эти процессы, бороться со старостью и болезнями, надо знать химию и биохимию, которые за всем этим стоят. И институт вносил и вносит свой посильный вклад в добывание этих знаний. Поэтому химия, что бы о ней ни говорили - одна из самых гуманных наук, ибо она заботится об облегчении человеческих страданий, о том, как человека накормить, одеть, обуть и согреть. Модное сейчас обвинение химии во всех наших напастях - несправедливо и не по адресу. Это все равно, что обвинять нож, а не человека, неразумно или преступно его употребившего. А ведь нож может быть и в руках хирурга, спасающего человеку жизнь.

Новые знания бесполезны, если их не нести людям. Институт активно этим занимается со дня своего основания. Публикуются статьи и книги. Сотрудники института выступают с докладами и лекциями на самых различных форумах. Из института выходит ежегодно около 200 публикаций в центральных отечественных и зарубежных журналах. За 50 лет опубликовано 30 полновесных монографий (многие из них - за рубежом).

Обучение аспирантов, подготовка кандидатов и докторов наук - это тоже способ распространения знаний. Институт давно стал кузницей кадров высшей квалификации: в нем подготовлено около 350 кандидатов и более 70 докторов наук.

Трудно сейчас найти организацию в Иркутской области, где бы ни работали наши воспитанники - заведующими кафедрами, профессорами, доцентами, преподавателями, руководителями и консультантами крупных производств и компаний. Это – Госуниверситет, Технический, Педагогический, Медицинский и Сельскохозяйственный университеты, Университет инженеров железнодорожного транспорта, академические институты, Институт МВД (бывшее Высшее пожарное училище), органы внутренних дел, таможня, школы, аптеки, больницы, не говоря уже о чисто химических предприятиях.

Мы запустили цепную реакцию знаний. Это - зримый, живой, конкретный, практический вклад института в образование, культуру, интеллектуальный потенциал и экономику Восточной Сибири.

О новизне и оригинальности исследований института, их практической нацеленности красноречиво говорят многочисленные авторские свидетельства и патенты его сотрудников - на сегодня их около 1700. Иногда удивляются - откуда? Ведь вы - академический институт. Настоящие фундаментальные исследования неизбежно приводят к практическим результатам.

Одним из главных наших направлений остается синтез биологически активных веществ - лекарств и агропрепаратов (иммуномодуляторов, регуляторов роста растений, безопасных пестицидов) [9, 14]. На разных стадиях разработки у нас находятся десятки новых препаратов. За препаратами семидесятых годов - мивалом, иркутином (трекрезан, крезацин), полифепаном, феракрилом, уже проторившими дорогу к людям, следуют препараты второй волны: ацизол (антидот окиси углерода), кобазол (синтетический аналог витамина В-12), новая технология получения пироксикама - одного из самых сильных нестероидных противовоспалительных средств, суперантисептик анавидин, кардиопротектор сибусол, дигидрокверцетин - средство для укрепления сосудов, гепатопротекторы растительного происхождения и др. Имеется солидный задел по синтезу препаратов для фотодинамической диагностики и терапии онкологических заболеваний (препарат фотогем).

В трудный период реформ институту удалось сохранить основные кадры. Хотя и произошло сокращение на 26%, число кандидатов наук уменьшилось незначительно (сейчас их 100), а докторов стало даже больше (39), чем, скажем, десять лет назад. Естественно, что при этом концентрация кадров высшей квалификации значительно возросла: сегодня у нас из каждых десяти научных сотрудников – 8 со степенью.

Большинство новых веществ синтезируется в институте из ацетилена и его производных, содержащих кислород, азот, фосфор, серу, кремний, германий, олово, селен, теллур, литий, натрий, фтор, хлор, бром, иод, палладий, платину и другие элементы.

Ацетилен - простое химическое соединение: всего два атома углерода и два атома водорода. Из него можно синтезировать почти все, что сегодня делается химической и химико-фармацевтической промышленностью. Важно, что ацетилен можно получать не только из нефти и газа, запасы которых быстро уменьшаются (к счастью, не в Иркутской области), но и из альтернативного сырья - угля, битума, битуминозных сланцев, отходов лесопереработки и сельского хозяйства. В то же время ацетилен гораздо активнее этилена и пропилена и потому более удобен как универсальный “строительный блок” для органического синтеза. Вот почему ацетилен можно рассматривать как химическое сырье будущего, и вот почему химия ацетилена остается одним из главных направлений института [8, 15, 16].

По-прежнему в центре нашего внимания органические соединения кремния необычной валентности, завоевавшие институту мировую известность [14, 17, 18].

Новое название института - Иркутский институт химии, предложенное Президиумом РАН в ходе реструктуризации Академии наук, сегодня лучше отвечает характеру решаемых нами задач и многогранности результатов наших исследований. Позже в 2000 году тот же Президиум РАН, учитывая большой вклад института в развитие тематики академика Алексея Евграфовича Фаворского, сохранения и укрепления традиций его школы, удостоил институт высокой чести носить имя великого русского ученого.

Хотя наши главные научные направления относятся к органической и элементоорганической химии, а также к химии древесины и природных соединений, результаты, которые мы получаем, затрагивают, а иногда и весьма принципиально, биоорганическую, медицинскую, экологическую, физическую, координационную, неорганическую, макромолекулярную и прикладную химию, электрохимию, химическую технологию, нефтехимию, органическую геохимию и даже химию межзвездного пространства, где обнаружены скопления цианацетилена, с которым институт давно и систематически работает. Поэтому оправданным кажется предложение Президиума РАН наделить наш институт дополнительными полномочиями и, кроме органической химии, поручить нам развивать также и другие области химии.

Например, с недавнего времени особое положение в исследованиях института начинает занимать химия фосфора (Б. А. Трофимов, Н. К. Гусарова [19-21]). Она пронизывает как ацетиленовое, так и чисто фосфорорганическое направление. Впервые в мире разработан концептуально новый подход к активации элементного фосфора с целью синтеза фосфорорганических соединений, основанный на применении гетерогенных сверхосновных каталитических сред и реагентов, в том числе в комбинации с ультразвуковым, радиационным, микроволновым и механохимическим воздействием. Это открыло нетрадиционные пути к формированию связи углерод-фосфор и позволило осуществлять прямое введение атома фосфора в разнообразные доступные органические соединения, такие как олефины, ацетилены, окиси алкенов, органогалогениды. В результате оказалось возможным легко, наиболее просто и атом-экономно получать ценные, ранее не известные или труднодоступные фосфорорганические продукты. Среди них - новые реагенты для тонкого органического синтеза, лиганды для дизайна металлокомплексных катализаторов, люминофоры и нелинейно-оптические среды для оптоэлектронных устройств и сенсоров, эффективные и высокоселективные экстрагенты, антипирены для получения малогорючих полимеров, тканей и других материалов, потенциальные биологически активные вещества. Публикации наших сотрудников, относящиеся к этой области (среди которых 8 обзоров и более 130 статей, опубликованных в ведущих отечественных и международных журналах), оказывают все возрастающее влияние на развитие химии фосфора во всем мире и широко цитируются у нас в стране и за рубежом, причем все чаще как реакция Трофимова-Гусаровой [22].

В институте выполнены пионерские разработки на границе химии ацетилена и серы, а также химии селена и теллура: синтез дивинилсульфида, 1,2-диорганилтиоэтенов, виниловых и ацетиленовых селенидов и теллуридов, их функциональных и циклических производных (Б. А. Трофимов, С. В. Амосова, Н. К. Гусарова [23]). Эти работы до сих пор продолжают оказывать влияние на развитие химии указанных элементов.

Среди наиболее известных новых реакций, открытых и разработанных в нашем институте, необходимо отметить синтез из ацетилена и кетоксимов пирролов (Б. А. Трофимов, А. И. Михалева) [7] – чрезвычайно важных веществ, молекулы которых являются ключевыми фрагментами таких жизнеобеспечивающих систем как гемоглобин и хлорофилл. Эта реакция цитируется в мировой литературе и вошла в монографии и учебники под именем реакции Трофимова [8, 24-33]. На основе этой реакции разработан новый общий метод синтеза пирролов, обеспечивающий кратчайший, а значит более дешевый, способ их получения. Сейчас реакцией Трофимова синтезированы сотни новых полупродуктов для получения лекарств и материалов для оптоэлектроники, например, для создания современных жидкокристаллических видеоэкранов и дисплеев. В 2005 году с химией пиррола связана едва ли не каждая десятая публикация института.

Следующие знаменательные события в жизни института свидетельствуют, что его коллектив сохраняет рабочую форму: государственная премия (М. Г. Воронков, Ю. Л. Фролов, В. А. Пестунович, В. Ф. Сидоркин, 1997 г.) за работу в области органических соединений гипервалентного кремния; премия имени А. М. Бутлерова (Б. А. Трофимов и А. Г. Малькина, 1997 г.) за цикл работ “Химия,-ацетиленовых -гидроксикислот” (среди лауреатов этой премии, присуждаемой Российской академией наук раз в три года, - академики А. Е. Фаворский, О. А. Реутов, В. А. Тартаковский, Н. С. Зефиров и другие крупные химики); медали “300 лет Российского Флота“ (М. Г. Воронков и В. А. Лопырев, 1997 г. за исследования в интересах Военно-морского флота России; премия имени А. Н. Несмеянова (М. Г. Воронков, А. Н. Егорочкин, Е. А. Чернышев, 2003 г.) за работы в области химии кремния; медаль и диплом Менделеевского чтеца (Б. А. Трофимов, 2003 г.) за Менделеевскую лекцию на тему: “Суперосновные катализаторы и реагенты: концепция, применение, перспективы”.

Основная наша цель на ближайшие годы – прежняя: добывать новые фундаментальные знания о строении и химическом поведении сложных молекул для направленного конструирования веществ с заданными свойствами. Для этого мы будем по-прежнему стремиться открывать новые химические реакции (закономерности химической формы движения материи), изучать их механизмы, реализовывать новые типы химических связей. На этой основе мы создавали и будем создавать новые методы синтеза и новые типы химических соединений, получать новые коммерчески ценные продукты и материалы: лекарства, экологически безопасные пестициды, регуляторы роста растений, душистые вещества и пищевые добавки, полимеры, энергетические вещества, сорбенты и экстрагенты металлов и загрязнителей, ингибиторы коррозии, присадки к топливам и маслам, материалы для оптоэлектроники, лазерной техники, литиевых аккумуляторов нового поколения, водородной, метанольной и солнечной энергетики.

У института большой задел по новым оригинальным технологиям: прямое винилирование и этинилирование ацетиленом в присутствии суперосновных катализаторов [3, 5, 7, 8, 15, 16], эпоксидирование “якорными” эпоксидами [4], каталитическое карбонилирование ацетиленов окисью углерода с сохранением тройной связи [34], новые пути формирования силоксановых структур [11, 35], гидросилилирование, катализируемое металлокомплексами [36], оловоорганический синтез карбо- и гетероциклических систем, новые эффективные варианты фосфорилирования [19-22] и осернения [12] органических продуктов и т.д.

Сегодня мы стараемся уделять больше внимания региональной составляющей наших исследований: химии возобновляемого сырья (химия древесины), экологии региона и озера Байкал, концепциям газо-угле-нефтехимического и лесохимического комплексов Восточной Сибири 21 века. Последнее особенно важно, ибо Приангарью будет принадлежать ведущая роль в неизбежной геополитической переориентации России на страны Юго-Восточной Азии и Тихоокеанского региона.

Синтез препаратов для медицины

Одним из главных направлений исследований института со дня его основания было и остается создание новых лекарств. В последние годы Институт усиливал ориентацию на химию живого и химию для живого (работы экологической направленности, химия древесины, синтез душистых веществ природного происхождения - цитраль и его аналоги, синтез действующего начала золотого корня - пара-тирозола, винилирование сахаров и целлюлозы, модификация алкалоидов и стероидов). Продолжались работы по созданию новых лекарственных препаратов. Но могут ли химики одни довести новый препарат до аптеки? – Конечно, нет. Мы синтезируем кандидаты в препараты, руководствуясь функционально-структурными связями и аналогиями, используя новые фундаментальные закономерности направленного конструирования молекул с заданным строением и с заданными свойствами.

Чтобы кандидат в лекарство стал лекарством, нужен большой многолетний совместный труд химиков, биологов и медиков разного профиля. Причем на завершающих стадиях лидерство в доработке лекарства объективно переходит к медикам. Вот почему новые лекарства создаются в институте в тесном сотрудничестве с иркутскими учеными-медиками из институтов ВСНЦ СО РАМН под руководством академика РАМН С. И. Колесникова и члена-корреспондента РАМН Е. Г. Григорьева, а также с представителями практической медицины.

Препараты, о которых ниже пойдет речь, делятся на три группы: полностью оригинальные, аналоги известных и известные, но синтезируемые по новым, более совершенным технологиям. То, что приводится в данной статье - это лишь самая вершина пирамиды - готовые или почти готовые препараты. На самом деле, институт сейчас располагает гораздо большим числом препаратов разной степени испытанности и готовности.

Мивал – наиболее яркий представитель препаратов “первой волны”, относящийся к классу силатранов – производных пентакоординированного кремния (М. Г. Воронков). Это - эффективный стимулятор биосинтеза белка, нуклеиновых кислот и протеина. Мивал применяется для лечения взрослых и детей с гнездовым, тотальным, себорейным и другими видами облысения. Успешные результаты достигаются в 80% случаев у больных с гнездовым видом алопеции. Волосы восстанавливаются у 30% больных с тотальным облысением и у 60% больных - с частичным облысением. Лечение препаратом себорейного облысения приводит к укреплению волос и устранению зуда практически во всех случаях.

Мивал интенсифицирует рост соединительной ткани, что позволяет применять его для ускорения заживления поверхностных ран, кожных дефектов и ожогов. Он стимулирует генезис и регенерацию костной ткани и может найти применение для ускорения восстановления костей, трансплантации зубов и костной ткани, профилактики остеопороза, при гиподинамии и состоянии невесомости.

Мивал практически нетоксичен и с успехом используется в косметологии в виде кремов от морщин для регенерации и омоложения кожи.

Препарат разрешен Министерством здравоохранения РФ к использованию в медицине для лечения очаговой алопеции и успешно применяется в клиниках Москвы, Санкт-Петербурга, Казани, Иркутска и в других медицинских учреждениях России. Разработана технология его промышленного производства.

Мивал запатентован в России, Канаде, Германии, Франции, Великобритании, Японии, Швеции, Швейцарии, США (М. Г. Воронков).

Ацизол - металлокомплексный препарат, содержащий в своей структуре цинк. Синтезирован в институте более 30 лет назад (Г. Г. Скворцова). Это - лечебное средство, обладающее свойствами антидота по отношению к окиси углерода (угарному газу). При сильном отравлении этим чрезвычайно токсичным и коварным газом препарат позволяет сохранить физиологические показатели дыхательной функции и деятельность сердечно-сосудистой системы человека. Ацизол может быть использован в качестве профилактического и лекарственного средства, а также для экстремальной медицинской помощи в чрезвычайных ситуациях при поражении людей окисью углерода и продуктами горения органических веществ в очагах крупномасштабных катастроф и химических аварий.

Как гипоксическое средство ацизол может быть применен при многих заболеваниях, сопровождающихся ишемией и гипоксией внутренних органов. В настоящее время установлено, что недостаток цинка в человеческом организме приводит ко многим патологическим состояниям (болезнь Прассада, иммунодефицит, алопеция, аллергодерматиты, дисфункция простаты и др.).

Вмешательство в жизненные процессы всегда чревато опасностью. Тем не менее, ученые пытаются подобрать ключи к процессам, протекающим в организме человека, для оказания ему помощи в болезнях и страданиях. Особую значимость представляет выяснение роли переходных металлов, комплексы которых с органическими и неорганическими соединениями принимают активное участие в ферментативных процессах живых организмов. С комплексными соединениями таких металлов, как платина, палладий, цинк, кобальт, медь, марганец, железо, олово и др. связано возникновение целых направлений в терапии многих тяжелых заболеваний.

Медико-биологические испытания синтезированных комплексов показали перспективность использования их в различных областях медицины (радиопротекторы, антигипоксанты, антидоты окиси углерода, двуокиси азота, стимуляторы противоопухолевой защиты и эритропоэза, транквилизаторы, антисиликозные препараты и др.). Одним из итогов развития данного научного направления и явилось создание препарата ацизол. Препарат, пройдя длительный и трудоемкий путь от испытаний на животных до клинической апробации, уже давно получил право от Фармкомитета Минздрава Российской Федерации (ФК МЗ РФ) на использование его в медицинской практике. В феврале 2006 г. в Москве состоялась презентация ацизола фармацевтической фирмой ЗАО “Макиз-Фарма”, которая запустила препарат в производство. Это один из немногих оригинальных отечественных препаратов (брендов), разработанных Российской академией наук совместно с медиками за последние годы.

Кобазол – еще один металлокомплексный препарат (в нём металл - кобальт), активный стимулятор кроветворения. По структуре, эффективности и спектру действия кобазол не имеет аналогов в отечественной и зарубежной медицине. Препарат предназначен для лечения различных видов анемий: постгеморрагической, гемолитической, в том числе резистентных к препаратам железа, а также вызванных ионизирующей радиацией (Г. Г. Скворцова, Л. В. Байкалова, С. И. Колесников). Доклинические испытания показали, что по активности кобазол превосходит природный стимулятор эритропоэза витамин В12. На фоне лучевой болезни он вызывает более быстрое, чем витамин В12, восстановление количества лейкоцитов, эритроцитов и гемоглобина. Клинические испытания кобазола на кафедре акушерства и гинекологии Иркутского ГИДУВа свидетельствуют о целесообразности его применения при постгеморрагических и гипохромных анемиях. Особенно высока эффективность кобазола при лечении лейкопений. По сравнению с препаратами железа (ферроплекс, феррум-лек) кобазол вызывает более быстрый рост гемоглобина.

Кобазол обладает и высокими антибактериальными свойствами: в 2-3 раза превосходит стрептомицин (стафилококк), активнее тетрациклина (протей, клебсиелла, синегнойная палочка, стафилококк).

Иммуномоделирующий эффект кобазола, выражающийся в стойком повышении числа лимфоцитов и фагоцитарной активности нейтрофилов, значительно расширяет возможности применения его в медицине.

В соответствие с разрешением ФК МЗ РФ кобазол проходит сейчас вторую фазу клинических испытаний (по результатам первой фазы он рекомендован для широкого использования в лечебной практике).

Анавидин - антисептик и дезинфектант нового поколения. Созданный в ИрИХ СО РАН препарат анавидин (В. К. Станкевич, В. А. Лопырев, Е. Г. Григорьев, А. П. Шелупаев, С. И. Колесников) относится к 3 классу токсичности при внутрижелудочном и к 4 классу токсичности при кожном пути поступления в организм. Препарат губительно действует на вирулентную грамположительную, грамотрицательную, дрожжеподобную, плесневую, грибковую микрофлору и не теряет активности в биосредах (гнойном содержании ран, лимфе). Анавидин активен против герпесвирусов, вируса гепатита В, обладает также противотуберкулезной активностью, и, что особенно важно, воздействует на микобактерии туберкулеза человеческого вида, устойчивые ко многим антибиотикам и другим дезинфектантам и представляющие наибольшую эпидемическую опасность.

Анавидин, независимо от пути введения в организм, не имеет видовых, половых, возрастных различий в чувствительности. Он не кумулируется в организме, не обладает аллергенным, нейро-, эмбрио-, гонадотоксическим и мутагенным действием.

Как бактерицидный препарат анавидин в 3-5 раз активнее и эффективнее четвертичных аммониевых оснований, анионных и катионных поверхностно-активных веществ, производных фенола, окислителей, а также хлорактивных дезинфицирующих средств. По комплексным показателям качества (эффективность, безопасность применения, стоимость, стабильность и т. д.) анавидин превосходит лучшие зарубежные антисептики – хлоргексидин биглюконат, септабик и другие.

Разработана технология и создано на базе института промышленное производство анавидина. Получены (на Федеральном уровне) следующие разрешительные документы на применение анавидина:

• Свидетельство о государственной регистрации дезинфицирующего средства Анавидин № 77.99.1.2.У.668.1.05 от 27.01.2005 г., разрешающее его применение в виде водно-спиртовых растворов в качестве кожного антисептика для гигиенической обработки рук медицинского персонала, обработки рук хирургов, кожи операционного и инъекционного полей и локтевых сгибов доноров; в виде водных растворов для дезинфекции поверхностей в помещениях, жесткой мебели, санитарно-технического оборудования, посуды, предметов по уходу за больными, белья, уборочного материала при инфекциях бактериальной (включая туберкулез) и грибковой (кандидозы и герматофитии) этиологии в лечебно-профилактических, детских учреждениях, на коммунальных объектах (гостиницы, общежития и др.), предприятиях общественного питания, на объектах железнодорожного транспорта, включая пассажирские и служебные вагоны, вагоны метрополитена; а также любых видов технологического оборудования на предприятиях молочной промышленности, в том числе резервуаров, емкостей, теплообменников, линий розлива, упаковки и расфасовки, молокопроводов, деталей оборудования, машин и установок, арматуры, инвентаря, тары и поверхностей производственных помещений; кроме того, его растворы могут быть использованы для борьбы с плесенью на поверхностях.
• Сертификат соответствия № РОСС RU.АЯ46.В20089 от 12 мая 2005 г. на дезинфицирующее средство анавидин.
• Санитарно-эпидемиологические заключения № 77.99.17.249.Д.0009 от 19.02.04 г. и № 77.99.03.915.Д.001689.03.02 от 19.03.02 г., выданные департаментом Госсанэпиднадзора МЗ РФ и допускающие реагент анавидин к производству, поставке, реализации и использованию на территории Российской Федерации для очистки и обеззараживания питьевых и сточных вод и для производства парфюмерно-косметической продукции.
• На основе анавидина создано и зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (свидетельство о государственной регистрации № 77.99.36.2.У.3165.4.06. от 07.04.06 г.) дезинфицирующее средство анавидин-комплит. В результате испытаний, проведенных в НИИ вирусологии им. Д. И. Ивановского РАМН выявлено, что анавидин-комплит в 0.1%-ной концентрации по действующему веществу эффективно подавляет инфекционную активность высокопатогенного варианта вируса гриппа А птиц (куринный грипп Н5N1).

Феракрил - гемостатический препарат местного действия с уникальным неспецифическим механизмом гемостаза удачно сочетает кровеостанавливающее действие с антибактериальным и анестезирующим эффектами (М. Г. Воронков, В. З. Анненкова, В. К. Станкевич). Феракрил образует сгусток с белками плазмы крови, в том числе при дефиците факторов свёртывающей системы крови, а также нерастворимые в воде поликомплексы с белками различного происхождения. Гемостатический эффект достигается быстро, повторные кровотечения отсутствуют. Феракрил нетоксичен, не оказывает побочного действия на соприкасающиеся с ним ткани. Не влияет отрицательно на функцию кроветворения и состояние внутренних органов.

При хирургических вмешательствах с использованием феракрила в послеоперационный период не наблюдается повышения СОЭ и количества лейкоцитов, уровень гемоглобина вследствие малых кровопотерь существенно не снижается, внутрисосудистые тромбы не образуются. Раны заживают первичным натяжением шва без нагноений.

Широкий клинический опыт применения феракрила установил его преимущества перед известными гемостатическими средствами местного применения:

• надежный и быстрый гемостатический эффект, проявляющийся и при пониженной свертываемости крови;
• выраженное антимикробное действие, предотвращающее заражение ран; применение бесцветного феракрила во многих случаях предпочтительнее окрашенных спиртовых растворов йода и бриллиантовой зелени и, в отличие от последних, не травмирует ткани, не оказывает раздражающего действия и каких-либо побочных эффектов;
• умеренное местное анестезирующее действие;
• ускорение процесса заживления ран;
• возможность стерилизации препарата;
• простота промышленного производства, высокая стабильность, низкая стоимость.

Использование феракрила в хирургии, в том числе при полостных операциях на паренхиматозных органах, отоларингологии, урологии, стоматологии, офтальмологии значительно снижает потери крови, особенно у больных гемофилией и другими заболеваниями свертывающей системы крови. Феракрил способствует быстрой регенерации поврежденных тканей при ожогах, устраняет зуд различного происхождения, рассасывает гематомы от ушибов.

Разработаны две лекарственные формы феракрила: ампулы с 1% водным раствором препарата и стерильные гемостатические салфетки. Феракрил может стать незаменимым компонентом домашней, производственной и транспортной аптечек и санитарного пакета Вооруженных сил, войск МВД, милиции, пожарной охраны и подразделений МЧС.

Феракрил разрешен к применению Министерством здравоохранения РФ. Препарат также рекомендуется к применению в ветеринарии для остановки кровотечений и заживления ран у животных. Разработана и внедрена технология промышленного производства феракрила.

Трекрезан (иркутин, крезацин) - адаптоген и иммуномодулятор, разработанный в институте более двадцати лет назад (М. Г. Воронков). Препарат повышает выносливость при физических и умственных нагрузках, стимулирует эритропоэз, предупреждает развитие функциональных расстройств при невротических состояниях, восстанавливает сон и пищеварительные функции, снимает похмельный синдром, усиливает половую и репродуктивную активность.

Трекрезан не обладает токсичностью, канцерогенностью, аллергенностью, тератогенностью, неограниченно растворим в воде. В институте разработаны технология его получения из доступного сырья и методики применения. Фармкомитет МЗ РФ разрешил применять трекрезан в качестве адаптогена широкого спектра действия.

Трекрезан хорошо зарекомендовал себя при лечении больных гепатитом групп В и С, ветряной оспой, ОРЗ, герпесом, хроническими вялотекущими воспалительными процессами бронхо-легочного аппарата, при гнойной хирургической инфекции мягких тканей, хроническом остеомиелите. При лечении трекрезаном острых и хронических гепатитов у детей установлена возможность отмены в курсе терапии гормональных препаратов.

Трекрезан успешно применяется в комплексной терапии онкологических заболеваний, в качестве средства от анемии вместо дорогостоящих препаратов крови при кровопотерях (хирургических, травматических, родовых и посттравматических). Препарат позволяет увеличить продолжительность жизни больных, уменьшить летальность, сократить сроки лечения, снизить затраты на химиопрепараты.

Перхлозон - новый высокоэффективный противотуберкулезный препарат. Разработан в институте (В. А. Лопырёв, А. С. Нахманович, В. Н. Елохина) совместно со специалистами-медиками Санкт-Петербургского НИИ фтизиопульмонологии МЗ РФ и является патентно-чистым.

Под натиском медицины туберкулез, казалось, постепенно отступил, но в последние годы “белая чума” вернулась даже в те страны, где эта болезнь уже давно считалась побеждённой.

Положение с туберкулезом всегда обостряется при социальном неблагополучии. Рост числа заболевших туберкулезом начался в России 15-20 лет назад. Самыми неблагополучными по туберкулезу являются Дальний Восток и Сибирь (особенно Бурятия), где число заболевших колеблется от 50 до 100 человек на 100 тысяч. Остро стоит проблема туберкулеза и в Иркутской области. Туберкулез не обошел и экономически высокоразвитые государства: там заболеваемость туберкулезом также значительно возросла. Особенно тревожно то, что все чаще обнаруживаются штаммы туберкулеза, устойчивые к известным и широко применяемым лекарствам, что существенно затрудняет лечение этого недуга. Таким образом, внедрение в медицинскую практику новых эффективных туберкулостатиков является важной задачей.

Известные противотуберкулезные препараты активны против обычного туберкулеза, но малоактивны или неактивны вообще против его новых форм. Перхлозон, напротив, обладает высокой активностью по отношению к микобактериям туберкулеза, устойчивым к действию стандартных противотуберкулезных препаратов. По активности против новых штаммов он превосходит известные препараты в сотни раз. В тесном сотрудничестве с Иркутской фармацевтической фирмой “Фарма-Синтез” и при ее финансировании институт продолжает активно дорабатывать препарат, есть надежда, что он скоро появится на аптечных полках.

Амидоксен (пироксикам) - высокоэффективный нестероидный противовоспалительный, жаропонижающий и болеутоляющий препарат, сейчас уже дженерик. Он уменьшает или тормозит развитие всех симптомов воспалительного состояния независимо от причины и предназначен для лечения ряда заболеваний опорно-двигательного аппарата, в том числе ревматоидного артрита, остеоартритов, анкилозирующего спондилита, болезни Бехтерева, трудно поддающихся лечению другими лекарствами. Он также используется для лечения заболеваний мягких тканей, таких как бурсит, периартропия, а также острых приступов подагры, неревматических воспалительных заболеваний, болезненных состояний после операций, травм, зубоврачебного вмешательства, при заболеваниях верхних дыхательных путей, в гинекологии. По болеутоляющей и жаропонижающей активности амидоксен превосходит известные противовоспалительные лекарства нестероидного типа (индометацин, вольтарен, ибупрофен) в 7-60 раз и поэтому применяется в малых дозах (суточная доза 20 мг). Для ближайшего по эффективности вольтарена суточная доза - 150 мг.

Разработанная в институте патентно-чистая технология получения амидоксена (А. С. Медведева) обладает целым рядом преимуществ. Это сокращение стадий процесса, увеличение выхода продукта, значительная экономия реагентов и электроэнергии, улучшение экологических показателей технологии и, как следствие, снижение себестоимости препарата. Процесс был апробирован при получении опытной партии амидоксена на Усолье-Сибирском химфармкомбинате. Имеются фармстатьи на капсулы и таблетки в кишечно-растворимой оболочке. Разрабатываются другие лекарственные формы препарата.

Мелоксикам. В институте разрабатывается оригинальная, патентно-чистая технология получения препарата мелоксикам (А. С. Медведева), еще более эффективного, чем амидоксен.

Мелоксикам также относится к классу оксикамов, но в отличие от других препаратов этой группы (пироксикама, изоксикама, теноксикама) и известных нестероидных противовоспалительных средств (диклофенака–вольтарена, индометацина и др.) имеет иной механизм действия, являясь селективным ингибитором циклооксигеназы-2. Лишь в начале 90-х годов было обнаружено существование двух изоформ фермента циклооксигеназы, после чего большинство известных препаратов были тестированы в отношении селективности к ингибированию циклооксигеназы-2. Лекарства, обладающие этой селективностью, лишены отрицательного действия на желудочно-кишечный тракт, не вызывают развитие язвенной болезни. В последние годы синтезировано несколько веществ с подобными фармакологическими свойствами, которые продемонстрировали свою высокую противовоспалительную и минимальную ульцерогенную (вызывающую язвенную болезнь) активность. Однако в результате широких клинических испытаний в ревматологических центрах Западной Европы только один из них - мелоксикам (“Boehringer Ingelheim”, Австрия) был отобран как наиболее эффективный и малотоксичный. Оказалось, что мелоксикам в дозе 7.5 и 15 мг/кг не уступает по активности двум наиболее популярным противоревматическим препаратам – диклофенаку (вольтарену) (суточная доза 75-150 мг) и пироксикаму (суточная доза 20-30 мг), но обладает меньшим, чем у них ульцерогенным действием. Препарат широко применяется в клинической практике. Это позволяет повысить результативность и снизить токсичность противовоспалительной терапии ревматических заболеваний.

В институте мелоксикам получен по двухстадийной технологии (в отличие от четырехстадийных зарубежных), что, как и при производстве пироксикама (амидоксена), позволяет значительно ускорить процесс, снизить расход реагентов, повысить качество и общий выход лекарства, улучшить экологические и экономические показатели по сравнению с зарубежными технологиями.

Наличие общих стадий в химической схеме синтеза обоих препаратов (амидоксена и мелоксикама) облегчит и удешевит их производство. Оба препарата взаимно дополняют друг друга. Для больных, страдающих хроническими заболеваниями желудочно-кишечного тракта и некоторыми заболеваниями почек, мелоксикам является незаменимым.

Дибутирин - оригинальный эффективный нетоксичный антисептик. Защищен патентами РФ (М. Г. Воронков, Н. А. Кейко). Препарат обладает высокой эффективностью против грамположительных и грамотрицательных бактерий, а также фунгицидной активностью. Дибутирин может быть использован в качестве дезинфицирующего средства для обработки обуви и белья больных дерматофитиями. Мази, содержащие дибутирин, пригодны для лечения резаных и ожоговых ран.

По параметрам острой и хронической токсичности при внутрижелудочном и кожном поступлении в организм дибутирин классифицируется как малотоксичное соединение. Он менее опасен, чем повсеместно применяемый хлоргексидин биглюконат. У него отсутствует материальная и функциональная кумуляция. Он не вызывает местного кожно-раздражающего действия, не обладает мутагенным и канцерогенным действием, не влияет на систему кроветворения.

Дибутирин, сочетающий высокую активность против синегнойной палочки и против 80 антибиотикоустойчивых стафилококков, может занять свою нишу среди антисептиков. Его оригинальная химическая структура и новый механизм действия обусловливают отсутствие резистентности микроорганизмов.

По сравнению с лучшими современными антисептиками дибутирин при относительно равной или даже большей активности по отношению к стафилококку обладает меньшей токсичностью.

Фотогем - сенсибилизатор гипоксических клеток при фотодинамической диагностике и лечении онкологических заболеваний. В институте проводились работы по его синтезу и изучению его активности в зависимости от олигомерного состава (В. А. Лопырев, Т. Е. Глотова, В. В. Дворниченко).

Фотодинамическая диагностика злокачественных опухолей - это новый быстро развивающийся метод. Подопытному животному или пациенту делается инъекция специального вещества, так называемого фотосенсибилизатора, в данном случае фотогема, который в течение 48-72 часов селективно концентрируется в раковой ткани. После этого исследуемые участки тела освещают сине-фиолетовым светом. Здоровые ткани никак не реагируют на это освещение, а участки, содержащие пораженные клетки, в которых находится фотосенсибилизатор, начинают интенсивно флюоресцировать. Таким образом, удается обнаружить весьма небольшие опухоли на ранних стадиях их образования, а в случаях крупных опухолей - определить границы пораженного участка. Но диагностика и определение размеров поражения - это еще не лечение. Лечение начинается, когда оконтуренные участки освещают красным светом. Обычно для этой цели используется лазер на органических красителях или парах меди. Для подведения источника красного света к пораженным участкам применяются специальные световоды из оптического волокна.

Фотогем, находящийся в пораженных клетках, переходит в возбужденное состояние, генерирует комплекс сложных фотодинамических и фотохимических реакций, которые, в свою очередь, приводят к гибели раковых клеток. Сейчас уже можно считать установленным, что в основе фоторазрушения опухоли, содержащей фотосенсибилизатор, лежит процесс образования цитотоксичного возбужденного кислорода (так называемого синглетного кислорода, который в таком состоянии чрезвычайно активен). Он атакует внешнюю клеточную мембрану, а также многие межмолекулярные структуры, такие как митохондрии и лизосомы. В итоге наблюдается гибель опухоли без разрушения нормальной ткани.

Таким образом, метод фотодинамической терапии включает (и это необходимо подчеркнуть) одновременное воздействие на пораженные клетки химического препарата и лазерного освещения определенной длины волны. По данным Государственного научного центра лазерной медицины, положительный эффект этого метода был отмечен у 99.4% больных, включая полную резорбцию опухолей - в 56.2% и частичную - в 38.2% случаев.

В США этот метод лечения злокачественных опухолей рассматривается как экспериментальный. Интенсивные исследования в этом направлении проводятся в Великобритании, Германии, Японии, Италии, Канаде и в ряде других стран. Энтузиасты этого метода есть и в России. Его клинические испытания проводятся в Москве (Государственный научный центр лазерной медицины, Институт онкологии им. Герцена), в Новосибирской областной пульмонологической больнице и ряде других медицинских учреждений.

Испытания препарата фотогем с успехом прошли в Иркутском областном онкологическом диспансере под руководством главного онколога области В. В. Дворниченко.

Метропол - вспомогательное средство при лучевой терапии онкологических заболеваний (В. А. Лопырев). При облучении гибнет только часть опухолевых клеток. Другие же, так называемые “гипоксические” клетки, устойчивы и выдерживают даже жесткое облучение. Метропол повышает чувствительность гипоксических клеток, и опухоль гибнет при меньших дозах облучения.

Но не только этим интересен метропол. Он обладает высокой активностью против анаэробной инфекции, удельный вес которой постоянно возрастает среди гнойных заболеваний. Известно, что анаэробы участвуют в развитии 60-90% септических воспалительных процессов в брюшной полости. При перитонитах анаэробы выделяются более чем у 60% больных. В настоящее время антимикробных препаратов, действующих на анаэробную флору, не так много. Наиболее эффективный из них - трихопол (метронидазол). Период его выведения из организма 6-8 часов, что требует 3-4 кратного приема препарата в сутки для поддержания его концентрации на терапевтическом уровне. Метропол, при активности по отношению к анаэробной инфекции на уровне метронидазола, после однократного его введения действует в течение двух суток.

Сибусол (Милдронат) синтетический аналог -бутиробетаина, одного из важнейших метаболитов карнитинового цикла. Терапевтическое действие препарата основано на коррекции в организме обменных процессов. В институте разработана оригинальная технология получения его на базе дешевого и доступного сырья (М. Г. Воронков, В. А. Лопырев).

В нашей стране и за рубежом постоянно ведутся интенсивные поиски веществ, способных вызвать в организме человека индукцию интерферона. Круг таких веществ в настоящее время обширен. Среди них различают вирусные и невирусные, природные и синтетические, высоко- и низкомолекулярные соединения. Однако пока ни один из известных индукторов не отвечает всем необходимым критериям. Поэтому использование их в практике здравоохранения весьма ограничено - в основном, в дерматологической и офтальмологической клиниках при герпетических заболеваниях и аденовирусных инфекциях.

Исследования терапевтических свойств сибусола показали, что он может с успехом применяться как противогриппозный препарат. Терапевтический эффект наблюдается в дозе 100 мг/кг. Сибусол защищает сердце от ишемических повреждений, способствует ограничению зоны некроза при инфаркте миокарда, оказывает благоприятное действие при длительных истощающих физических нагрузках и в период реабилитации. Он успешно используется для профилактики и лечения бронхиальной астмы. Сибусол стимулирует рост и развитие животных, является эффективным стимулятором реакций образования Т- и В-лимфоцитов, активирует синтез ДНК.

Совместно со специалистами Российского государственного медицинского университета им. Н. И. Пирогова подготовлена документация для организации промышленного выпуска сибусола.

Индацетамин - иммуномодулирующий, противовоспалительный и антистрессорный препарат. Это новый, оригинальный, высокоэффективный терапевтический препарат - разрабатывается в институте (А. Н. Мирскова) совместно с рядом учреждений.

Рост числа больных с приобретенными иммунодефицитами (в том числе вирусными и ретровирусными поражениями иммунной системы), иммуно-компрометированных больных (лучевая и химиотерапия, онкологические поражения, травма, тяжелый ожог, затяжные хронические воспаления, применение лекарств, стресс и др.) обусловливают актуальность поиска новых эффективных иммуноактивных веществ.

По иммуноактивным свойствам индацетамин сравним с циклоспорином А, но, в отличие от последнего, не обладает нефро- и гепатотоксическим действием. Он уменьшает и снимает воспаление печеночной ткани при гепатите, препятствует возникновению цирроза печени, купирует воспаление почечной и соединительных тканей. Выявлены его эритропоэзмодулирующие свойства: нормализация гематокрита, гемоглобина, устранение ретикулоцитоза в периферической крови, эффективное влияние на ранние этапы дифференцировки эритроидных предшественников костного мозга. Установлено наличие у индацетамина противовирусной активности.

Индацетамин исследовали на экспериментальных моделях кардиогенного шока и токсического стресса. Установлено выраженное защитное действие препарата в низких дозах: увеличение продолжительности жизни при инфаркте миокарда, поддержка гомеостаза, ингибирование перекисного окисления липидов, стимуляция синтеза коллагена, ускорение дифференцировки фибропластов. Препарат снижает на 40-50% язвенные поражения желудка.

Индацетамин нетоксичен, растворим в воде и эффективен в низких дозах (от 2 до 5 мг/кг). Разработана оригинальная технология его производства.

Не обладая аллергенностью, мутагенностью, цитотоксичностью и тератогенностью, индацетамин превосходит по эффективности применяемые в медицинской практике иммуномодулирующие, противовоспалительные, антистрессорные препараты.

Таким образом, выраженные иммуноэритропоэзмодулирующие и противовоспалительные свойства препарата в сочетании с рядом других ценных свойств позволяют надеяться, что на его основе будут созданы лекарства нового поколения.

Средства защиты от клещей. Отсутствие безопасных инсектицидов и акарицидов (противоклещевых препаратов), используемых для борьбы с переносчиками клещевого энцефалита, баррелиоза (болезнь Лайма), чумы, а также приостановка истребительных мероприятий привели к резкому возрастанию в последние годы популяций опасных видов клещей и блох - переносчиков чумы, а также - к учащению вспышек заболеваний чумой животных в природных очагах по соседству с Иркутской областью (Забайкальском, Тувинском, Горно-Алтайском), что потенциально опасно для населения.

В Прибайкальском регионе также значительно увеличились зоны распространения переносчиков клещевого энцефалита и баррелиоза - иксодовых клещей. Соответственно возросло число заболеваний этими опасными инфекциями, особенно у детей.

В институте открыт новый класс биологически активных соединений - производных полигалогенсульфонамидов - высокоэффективных для защиты от клещей и других переносчиков особо опасных инфекционных заболеваний, и разработан принципиально новый метод их синтеза из отечественного промышленного сырья (А. Н. Мирскова). Ценное свойство новых инсекто-акарицидов - способность разлагаться в окружающей среде на малотоксичные продукты, что расширяет возможности их применения.

Препараты подтвердили свою эффективность не только в лабораториях, но и в полевых условиях. На очереди - организация их опытного производства и проведение более широких испытаний.

ЛЕКАРСТВА ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

Лекарственные препараты из растений

Все знают о целебной силе лекарственных растений. Тем не менее, они с трудом находят себе достойное место в современной медицине. И этому есть причины. Главная нестандартность. Образцы растительного сырья, заготовленные в разное время, в разных местах и в разные годы, часто отличаются друг от друга по своему химическому составу и физиологическому эффекту. А лекарственный препарат должен всегда и везде действовать одинаково.

Исходя из этого, в институте разработаны лекарственные средства на основе сибирских растений (А. А. Семенов), в частности из солянки холмовой. В настоящее время разными производителями выпускаются различные лекарственные и профилактические средства на ее основе. Эти средства предназначены для лечения заболеваний печени и желчного пузыря, которыми страдает до 20% населения земли, а в таких странах, как Корея и Япония до половины жителей.

Растение солянка холмовая произрастает в обширном умеренном поясе Евразии. Однако для производства лекарственных средств её выращивают на плантациях в Иркутской и Новосибирской областях.

Матерью препаратов из солянки холмовой была покойная иркутская травница Елена Васильевна Лохэ. Именно она обнаружила лечебное действие растения и в течение четырех десятков лет накопила большой опыт его практического применения. Это она убедила д.х.н. А. А. Семенова взяться за создание современного лекарственного препарата. Из богатейшей практики этой народной целительницы берет начало еще одна разработка института лекарственное средство баякон. Оно основано на произрастающем в Восточной Сибири растении борце байкальском. Известна была его способность излечивать псориаз кожное заболевание, считающееся неизлечимым. В дальнейшем совместно с Томским институтом фармакологии были выявлены и другие полезные свойства этого растения, в том числе такие, как регуляция гормонального статуса и торможение метастазирования злокачественных опухолей. Вопрос о действующих веществах здесь оказался сложным. Выяснилось, что растение содержит биологически активные дитерпеновые алкалоиды. И именно на их количественном определении основана стандартизация лекарственного препарата.

В институте было обнаружено, что для иммунотерапии можно использовать клетки скорцонеры испанской. Физиологическую активность клеток в основном определяет одно из веществ, обозначенное как К-212. Оно оказалось способным корригировать реактивность иммунной системы. В случае доброкачественных и злокачественных опухолей в организме проявляется состояние иммуносупрессии. И здесь К-212 выступает как стимулятор, мобилизующий иммунную систему на борьбу с опухолью. В случае же аутоиммунных заболеваний, когда активность иммунитета патологически повышена, К-212 выступает в роли супрессора.

Как отмечалось выше, препарат баякон способен регулировать статус гормональной системы. Отсюда можно предположить, что комбинированное действие двух средств (К-212 + баякон) должно усилить эффект, так как действие иммуномодулятора будет лучше проявляться на нормальном гормональном фоне. Действительно, по данным А. А. Семенова, совместное применение этих двух препаратов для лечения болезней, связанных с дисфункциями гормональной и иммунной систем, дает положительные результаты.

Лекарства из древесины

Проводимые в институте теоретические и технологические исследования по химии древесины (Н. А. Тюкавкина, В. А. Бабкин, С. А. Медведева, Б. Г. Сухов) в рамках единого эколого-экономического подхода привели к разработке целого ряда технологий, относящихся к области целлюлозно-бумажного и гидролизного производств, а также фармацевтических и ветеринарных препаратов.

Дигидрокверцетин (диквертин, ДКВ). Древесина лиственницы содержит до 2.5% флавоноидов, которые представлены однотипными по химическому строению флавоновыми соединениями с преобладающим (до 90%) содержанием дигидрокверцетина. Два других флавоноида, дигидрокемпферол и нарингенин (8-9%), являются биогенетическими предшественниками ДКВ. Такой состав экстрактивных веществ позволяет получать из лиственницы монокомпонентный фитопрепарат диквертин.

В условиях повсеместно отягощенной экологической обстановки необходимо постоянно восполнять естественные ресурсы антиоксидантов в человеческом организме для предупреждения оксидативного стресса.

Многолетние исследования (Н. А. Тюкавкина, В. А. Бабкин [37]) подтверждают высокий лечебно-профилактический эффект пищевых продуктов с добавкой ДКВ.

Диквертин обладает и другими полезными свойствами. По капилляропротекторной активности он превосходит известный препарат кверцетин в 3-5 раз, находясь с ним на одном уровне по противовоспалительной активности. Он также обладает гастропротекторными, гепатопротекторными (детоксикантными) и радиопротекторными свойствами. Кроме того, он вызывает существенное снижение концентрации липопротеидов в сыворотке крови и проявляет диуретическую активность.

В острых и хронических опытах на разных видах лабораторных животных установлено, что диквертин является малотоксичным препаратом и не влияет на репродуктивную функцию, не обладает мутагенными, эмбриотоксическими, иммунотоксическими и аллергенными свойствами.

Клинические испытания показали, что у больных с бронхо-легочными заболеваниями диквертин способствует более быстрому исчезновению катаральных явлений и отечности бронхов, более полному восстановлению функциональных показателей внешнего дыхания. При лечении ИБС наблюдается улучшение работы сердца, что проявляется в уменьшении и исчезновении признаков ишемии миокарда, восстановлении сердечного ритма.

В институте на пилотной установке детально отработана технология выделения ДКВ из древесины. К настоящему времени на базе ДКВ создан и стандартизован фитопрепарат диквертин, который выпускается сейчас в России несколькими фирмами.

Полифепан - энтеросорбент широкого спектра действия, получаемый из гидролизного лигнина. Суть технологии получения полифепана заключается в глубокой очистке и химической модификации промышленного гидролизного лигнина. Технология экологически безопасна: газовые выбросы отсутствуют, объём сточных вод невелик, они нетоксичны и содержат лигногуминовый комплекс (природные биостимуляторы). При электрокинетическом способе получения полифепана, разработанном в институте, значительно интенсифицируется обезвоживание щелочных суспензий лигнина, обеспечивается более глубокая очистка препарата и стабильность влажности твердой фазы.

Полифепан признан лучшим средством при отравлениях некачественной пищей, водой, алкоголем, химическими веществами, медицинскими препаратами. Он снимает аллергические состояния организма, похмельный синдром, используется при хронических заболеваниях органов пищеварения, нарушениях жирового обмена. Исследования показали, что интоксикации купируются полифепаном в среднем в два раза быстрее, чем с помощью других известных лекарств. Мало того, оказалось, что полифепан можно использовать как эффективное средство в лечении больных хроническим и вирусным гепатитом, циррозом печени.

В чем же причины столь высокой эффективности этого лекарственного средства по сравнению с другими энтеросорбентами? Во-первых, это большая сорбционная способность по отношению к микроорганизмам и токсинам. Во-вторых, полифепан в силу своих физических свойств не травмирует слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта, что дает возможность принимать его длительное время.

У полифепана есть и еще одно немаловажное преимущество. Он изготавливается из дешевого природного сырья, запасы которого в Сибири практически неограничены.

В течение ряда лет полифепан производился институтом в небольших количествах по оригинальной технологии. Благодаря хорошим фармакологическим свойствам, абсолютной безвредности, невысокой себестоимости и экологичности технологии этот препарат до сих пор не утратил своего значения и выпускается в России некоторыми фирмами.

Наноразмерные многофункциональные композиты на основе природных стабилизирующих матриц

Разработан новый общий подход к синтезу наноразмерных материалов различных классов (металлы, оксиды и др.) на основе уникальных природных стабилизирующих матриц: гемицеллюлозы (например, арабиногалактан), гепарин, лигноуглеводный комплекс и др.

Получаемые нанобиокомпозиты проявляют характерный синергизм свойств как природной матрицы (оптическая активность, регулируемая водорастворимость, биосовместимость, мембранотропность по отношению к живой клетке, иммуномодулирующие свойства, суперабсорбентные свойства, пролонгированность биологического действия), так и материала ядра: каталитическая активность в случае использования переходных металлов, заданный магнетизм (суперпарамагнетизм) в случае применения оксидов железа, нелинейно-оптические свойства при использования металлов или полупроводников, дефицитвосполняющие свойства для живого организма в случае использования соединений соответствующих элементов, универсальное антимикробное действие (Б. А. Трофимов, Б. Г. Сухов) [38]. Все перечисленные свойства получаемых нанокомпозитов можно закономерно комбинировать в широких пределах, получая материалы с необычным комплексом заданных свойств. Благодаря этому новые наноразмерные биокомпозитные материалы будут востребованы в качестве нового поколения наноразмерных катализаторов и “нанореакторов”, материалов для когерентной и нелинейной оптики, а также при создании “фотонных” компьютеров (нанокомпозиты с плазмонным резонансом), магнитных нанопорошков и нанонаполнителей (магнитных носителей информации, компонентов радиопоглощающих покрытий, преобразователей электромагнитных колебаний в иного рода колебания), растворимых магнитов и магнитных жидкостей, биодеградируемых магнитоконтрастных средств для томографии, магнитоуправляемых лекарственных средств (магнитолокализуемых, магнитодинамически контролируемых, в том числе, для магнитодинамической термотерапии рака), флуоресцентных биологических меток, атромбогенных антимикробных материалов, дефицитвосполняющих средств, суперабсорбентов с антимикробным действием и др.

Экология в исследованиях института

По уровню развития лесной, химической, целлюлозной и гидролизной промышленности Иркутская область находится в числе ведущих регионов страны. Такая насыщенность региона предприятиями химико-лесного комплекса, безусловно, отражается на состоянии окружающей среды. Известно, что экологическая ситуация в крупных городах области остается неблагополучной.

Систематические фундаментальные исследования института создают научную базу не только для снижения или нейтрализации вредного воздействия хозяйственной деятельности предприятий области, но и в значительной степени для его предотвращения. Такой подход соответствует современной стратегии защиты окружающей среды (pollution prevention pays – предотвращение загрязнения окупается).

Утилизация хлор- и серосодержащих отходов. Исследования института (С. В. Амосова, Э. Н. Дерягина, А. К. Халиуллин) наметили новые направления использования серосодержащих отходов в качестве сырьевых ресурсов для производства полимерных материалов при одновременном использовании хлорорганических отходов. В основе предложенных процессов, проверенных в масштабе пилотных установок на примере кубовых остатков ряда производств (галовакса, эпихлоргидрина, винилхлорида и др.) или боевых отравляющих веществ, таких, как иприт (Н. К. Гусарова), лежит конденсация органических полихлоридов или ацетилена с сульфидом или полисульфидами натрия, метилмеркаптаном или диметилдисульфидом.

На основе вредных отходов и боевых отравляющих веществ получен широкий круг сорбентов и экстрагентов, эффективно удаляющих из воды и воздуха различные загрязнители: синтетические моющие вещества, органические соединения (фенолы, альдегиды, кислоты, спирты, фурфурол и т.п.), ртуть и другие тяжелые металлы. Возможности указанных реагентов проверены при очистке некоторых стоков и выбросов предприятий нашего региона. Они могут оказать существенную помощь в устранении вредных последствий хозяйственной деятельности, в частности, внести вклад в решение проблемы ртутного загрязнения Ангары и Братского водохранилища.

Эффективные сорбенты ртути ученые института получили также на основе гидролизного лигнина, отвалы которого в области ежегодно увеличиваются примерно на 130 тыс. т. Ряд сорбентов и экстрагентов, разработанных в ИрИХ, могут найти применение при добыче и переработке цветных, редких и благородных металлов, обеспечивая их более полное извлечение из водных растворов низкой концентрации.

Утилизация лигнина. Как отмечалось выше, на основе гидролизного лигнина в институте выпускается лечебный препарат полифепан, применяемый в медицинской и ветеринарной практике, разработаны также компосты, существенно увеличивающие плодородие сельскохозяйственных угодий. Организация производства компостов позволит ликвидировать гигантские отвалы лигнина (ориентировочно, они достигают миллионы тонн), состояние которых внушает серьезные опасения (возможность возгорания).

Очистка сточных вод, предотвращение вредных выбросов. Исследования интерполимерных реакций в водных средах (А. К. Халиуллин) привели к созданию технологических процессов очистки промышленных и коммунальных стоков с помощью водорастворимых поликатионов. На примере целлюлозных производств Усть-Илимского лесопромышленного комплекса, Байкальского целлюлозно-бумажного комбината и Селенгинского целлюлозно-картонного комбината показано, что обработка сточных вод поликатионами приводит к образованию нерастворимых интерполимерных комплексов поликатиона с сульфатным лигнином (основной загрязнитель стоков), легко удаляемых из водной фазы. Образование таких комплексов сопровождается потерей заряда частицами и их гидрофобизацией, что влечет за собой захват из сточных вод других органических загрязнителей.

Следующие два примера иллюстрируют возможность принципиального повышения экологической безопасности отдельных отраслей хозяйственной деятельности в результате умелого применения достижений той самой химии, в которой некоторые даже образованные люди видят главного врага природы и человека.

В последние годы реализация известного лозунга: “Автомобиль – не роскошь, а средство передвижения!” - быстрыми темпами приближает Россию к уровню автомобилизации развитых стран и, соответственно, существенно повышает степень загрязнение атмосферы. В США, наиболее моторизованной стране мира, именно автомобиль, а не какая-либо отрасль промышленности является главным источником загрязнения воздуха. Традиционные патроны дожигания выхлопных газов (нейтрализаторы), используемые для превращения вредных компонентов автомобильных выхлопов в диоксид углерода и воду, требуют расхода благородных металлов. В США на эти цели уже расходуется большая часть добываемой платины. И при этом неизбежно снижается мощность двигателя. Но принципиальный недостаток автомобильных нейтрализаторов заключается в том, что они предназначены для борьбы со следствием, а не порождающей его причиной.

Разработанная в институте (А. И. Михалёва, А. М. Васильцов) добавка к моторным топливам ЭКО-2 (экология + экономия) обеспечивает более полное сгорание топлива. За счет этого уменьшается содержание вредных веществ в выхлопных газах. Испытания, проведенные на стенде НИИ автотранспорта, показали, что введение в бензин всего 0.7% ЭКО-2 вдвое снижает содержание в выхлопах токсичной окиси углерода (угарного газа). Одновременно за счет улучшения сгорания снижается расход бензина до 20% (в зависимости от типа двигателя).

Созданные в институте закалочные среды на основе водорастворимых полимеров (М. Г. Воронков, В. З. Анненкова), вместо применяемых обычно минеральных масел, позволяют повысить экологическую безопасность термического производства предприятий машиностроения, улучшить условия труда при сохранении и даже повышении качества закаливаемых металлоизделий. Эта разработка была внедрена на ряде заводов страны.

Органо-минеральные удобрения. Потребности региона в органических удобрениях, по данным отдела растениеводства Главного управления сельского хозяйства Иркутской области, составляют 5.2 млн. тонн в год, а воспроизводство плодородия почв входит в состав критических технологий федерального уровня. Современные тенденции в законодательстве по охране природы указывают на все большее значение технологий, позволяющих снизить техногенную нагрузку на биосферу.

В институте разработана и запатентована (С. А. Медведева) экологически безопасная биотехнология переработки возобновляемого, а также ископаемого органического сырья (лигноцеллюлозные отходы, щепа, опилки, низкокачественные угли) в полноценные органо-минеральные удобрения с использованием ассоциации непатогенных микроорганизмов, выделенных из природной среды (актиномицеты, грибы, дрожжеподобные грибы и др.). Превращение органического сырья в удобрение осуществляется за счет интенсификации естественных микробиологических процессов биотрансформации и гумификации в присутствии минеральных добавок. Процесс реализуется в течение одного летнего сезона, не требует применения дорогостоящего оборудования, может быть модифицирован и легко привязан к месту реализации. Многолетними испытаниями показано, что применение нового удобрения улучшает структуру почв, способствует накоплению там гумуса, подвижного фосфора, обменного калия, нитратного азота и дает высокую прибавку (до 60%) урожая ячменя, пшеницы, гороха, овса, картофеля и зеленой массы кукурузы с оптимальным содержанием азота, фосфора, калия в продукции.

Актуальность проведения этих исследований связана еще и с тем, что они направлены на поиск рациональных путей ликвидации отвалов гидролизного лигнина, которые часто самовозгораются, принося этим непоправимый вред окружающей среде.

Большинство разработок института в интересах экологии (как рассмотренные, так и те, что остались за рамками главы) все еще ждут своего применения на территории Иркутской области.

Делать целлюлозу учимся у природы

Целлюлозно-бумажные предприятия загрязняют окружающую среду. Это - аксиома. Поэтому принципиально новые подходы к высвобождению целлюлозы из древесины, над которыми долгое время работал институт, заслуживают специального рассмотрения. Эти исследования можно считать особенно актуальными для Иркутской области, где сосредоточено три целлюлозно-бумажных комбината, притом два из них, Байкальский (БЦБК) и Усть-Илимский, осуществляют сброс сточных вод непосредственно в Байкал и реку Ангару. Например, только в 1996 г. со стоками БЦБК в Байкал поступило легкоокисляемых органических веществ - 428 т, лигнина - 296 т и фенолов - 520 кг (Государственный доклад, 1997).

Кардинальным решением проблемы является создание схем отбелки, исключающих использование хлорсодержащих соединений или, по крайней мере, элементного хлора. Для достижения нужной белизны товарного продукта требуется снижение содержания остаточного лигнина в целлюлозе перед отбелкой. Одно из направлений осуществления этого условия связано с использованием в качестве делигнифицирующих агентов микроорганизмов и их ферментов (лигнин “съедается”, целлюлоза остается). Такая биотехнология широко используется природой. Не грех у нее и поучиться. Начиная с 80-ых годов, разработки технологий биоделигнификации активно ведутся за рубежом. В России систематическому развитию этого направления послужили работы института, начатые в 1987 г. (В. А. Бабкин, С. А. Медведева).

Исследователи института, как и их коллеги за рубежом, остановились на группе наиболее активных дереворазрушающих микроорганизмов - базидиальных грибах. Были выбраны такие их представители, которые, по сравнению с известными, в том числе и с наиболее активным Phanerochaete chrysosporium, отличались высокой избирательностью по отношению к лигнину. Например, гриб Phanerochaete sanguinea способен за 30 суток разрушать 9% лигнина древесины, а гриб Trametes villosus за 14 суток - 17%, почти не затрагивая при этом целлюлозу. В институте найдены оптимальные условия культивирования гриба Phanerochaete sanguinea, в которых удалось довести деструкцию лигнина в небелёной сульфатной лиственной целлюлозе до 46%.

Найденный в институте вариант бесхлорной отбелки с использованием хелатирующего агента и катализатора позволяет получать целлюлозу с белизной 80-82% при сохранении достаточной степени её полимеризации. При этом вклад биологической ступени в белизну лиственной целлюлозы сохраняется после воздействия химических реагентов и составляет 4.5 %.

Совместно с отраслевым институтом ЦБП разработаны технологическая схема и режим отбелки хвойной сульфатной целлюлозы без применения элементного хлора с использованием ферментных препаратов ксиланазного типа для делигнификации небеленой целлюлозной массы перед отбелкой. Последующая отбелка предусматривает применение пероксида водорода и диоксида хлора. В этих условиях на стандартном технологическом оборудовании была получена целлюлоза с белизной 86% и хорошими механическими характеристиками. При этом удается сократить энергозатраты на 35%, а расход химреактивов - на 5%.

По технологическим схемам, предусматривающим ферментативную ступень отбелки с использованием ксиланазных ферментов, уже производят бесхлорную целлюлозу в Финляндии и других скандинавских странах. Исследованные в институте ферменты не уступают по эффективности зарубежным коммерческим препаратам. Таким образом, в институте были созданы научные основы производства бесхлорной целлюлозы в Иркутской области.

Перспективы развития института

Перспективы развития института неотделимы от перспектив развития Российской академии наук в целом. Академия переживает сейчас период реформ, направленных на существенные изменения порядка вещей, сложившихся в Академии наук за два с половиной века ее существования. Поэтому говорить о будущем института сейчас особенно трудно, поскольку неясно будущее самой Академии. Тем не менее, очевидно, что для существования и процветания академического института необходимы следующие условия:

• сильные, устоявшиеся, конкурентно способные научные школы;
• адекватное финансирование фундаментальных исследований;
• значительная (не менее 30%), устойчивая, активно работающая молодежная прослойка;
• быстрая адаптация тематики института к изменяющимся тенденциям мировой химической науки.

Часть этих условий в нашем институте имеется. К сожалению, не все. Развитие института будет определяться тем, в какой степени перечисленные требования смогут сохраниться и реализоваться в будущем.

Научные школы