Большая часть знаний, на которых базируется неорганическая химия, получена давно. Сегодня интенсивное развитие науки и промышленности требует новых материалов со специальными свойствами. Одна из перспективных тем исследований — органические соединения сурьмы, которые давно привлекают внимание ученых своими полезными свойствами.
Аспирант Института естественных и точных наук Южно-Уральского государственного университета Марина Макерова под руководством профессора Ольги Шарутиной, доктора химических наук, заведующей кафедрой теоретической и прикладной химии, занимается изучением реакций окислительного присоединения триарилсурьмы с оксимами для анализа молекулярной структуры и определения потенциальной биологической активности.
Противогрибковые и противомикробные свойства сурьмы
Интерес к различным аспектам строения и свойств особых соединений пятивалентной сурьмы связан с их применением в различных областях науки и техники. Они применяются в качестве компонентов катализаторов химических реакций. Кроме того, хорошо известна биологическая активность препаратов на основе соединений сурьмы. Сурьмаорганические соединения используются в технике как антисептические средства, как вспомогательные вещества при крашении и гравировании, в сельском хозяйстве как фунгициды (противогрибковые) и биоциды (противомикробные средства).
«В последнее время при поиске и синтезе новых биоцидов широко применяются методы виртуального скрининга. Синтез новых биоцидов очень актуален из-за высокой скорости адаптации микроорганизмов к новым препаратам и постоянно приходится искать новые эффективные средства», — рассказывает Марина Макерова.
В настоящее время химия сурьмаорганических соединений развивается по пути синтеза новых соединений и изучения их строения. Но химический синтез дает ежегодно десятки тысяч новых соединений. Испытывать все эти соединения на возможные виды биологической активности экономически невыгодно и, в целом, малоэффективно. Внеэкспериментальные методы, такие как виртуальный скрининг, дают возможность провести отсев малоперспективных соединений и отбор биологически активных еще до их синтеза.
Экологически безопасные биоциды
Сегодня особое внимание уделяется поиску наиболее экологически безопасных, эффективных, безвредных для окружающей природной среды биоцидов. Лидером в производстве биоцидов является Северная Америка, но это направление быстро развивается в Китае и Индии. В России существуют большие возможности, чтобы занять значимое место в этой индустрии. Ученые ЮУрГУ намерены развивать это импортозамещающее направление.
«Преимуществом сурьмаорганических соединений является сочетание высокой биоцидной и фунгицидной активности. Токсичность органических соединений сурьмы меньше, чем у неорганических соединений этого элемента. К сожалению, к недостаткам относится более высокая цена в сравнении с аналогичными по действию соединениями», — поясняет аспирант ЮУрГУ.
С каждым годом производство биоцидов увеличивается, как и спрос на них. Потребителями являются предприятия, работающие в медицинской, пищевой, нефтедобывающей, сельскохозяйственной или других областях. Производители вводят биоциды в состав материалов для их защиты от гниения и порчи в результате деятельности грибов и бактерий, что экономит средства на уборку грязи и обеззараживание. Таким образом, экологически безопасные антисептики на основе сурьмы имеют все шансы стать востребованными.
Научные планы исследователей
«На сегодняшний день нами синтезировано исходное соединение — три(м-толил)сурьма и получен ряд продуктов реакции окислительного присоединения три(м-толил)сурьмы с различными оксимами. Главная задача на данный момент — вырастить монокристаллы для проведения рентгеноструктурного анализа (РСА) для расшифровки и уточнения структуры полученных веществ», — делится Марина Макерова.
Результаты исследования уже опубликованы в высокорейтинговом научном журнале «Russian Journal of Inorganic Chemistry», входящем в базу данных Scopus (Q3). Кроме того, исследование позволило Марине Макеровой стать одним из победителей конкурса «Научный потенциал», который проводится в Южно-Уральском государственном университете в рамках Проекта 5-100.