Заключение диссертационного совета (Синтез и свойства амфифильных порфиринов и фотоактивные конъюгаты на их основе)

Заключение диссертационного совета

Д 212.131.06 НА БАЗЕ Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Московский технологический университет» Министерства образования и науки Российской Федерации

ПО ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА ХИМИЧЕСКИХ НАУК.

а ттестационное дело №

решение диссертационного совета от

12.12.2016, протокол №4

О присуждении Ждановой Ксении Александровне, гражданке РФ, ученой степени кандидата химических наук.

Диссертация «Синтез и свойства амфифильных порфиринов и фотоактивные конъюгаты на их основе» в виде рукописи по специальности 02.00.10 – «Биоорганическая химия» принята к защите 3 октября 2016 года, протокол №3, диссертационным советом Д 212.131.06 на базе Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Московский технологический университет» Министерства образования и науки Российской Федерации, (МИТХТ), 119571, Москва, пр-т Вернадского, д.86, приказ № 935/нк от 14.07.2016.

Соискатель Жданова Ксения Александровна, 1988 года рождения, в 2011 г. окончила Московскую государственную академию тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова, получив степень магистра техники и технологии по направлению «Химическая технология и биотехнология», специализация «Химия и технология биологически активных веществ». В 2011-2015 годах обучалась в очной аспирантуре на кафедре химии и технологии биологически активных соединений Московского государственного университета тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова. В настоящее время соискатель работает на кафедре химии и технологии биологически активных соединений Института тонких химических технологий Московского технологического университета в должности ассистента.

Диссертация выполнена на кафедре химии и кафедре химии и технологии биологически активных соединений Института тонких химических Московского технологического университета.

Научный руководитель: Брагина Наталья Александровна, гражданка РФ, кандидат химических наук, доцент кафедры химии и кафедре химии и технологии биологически активных соединений Института тонких химических Московского технологического университета.

Официальные оппоненты:

Томилова Лариса Годвиговна, доктор химических наук, профессор Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова;

Горбунова Юлия Германовна, доктор химических наук, главный научный сотрудник Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской Академии наук,

дали положительные отзывы о диссертации.

Ведущая организация - Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ивановский государственный химико-технологический университет» - дала положительное заключение, составленное доктором химических наук, профессором Березиным Дмитрием Борисовичем и доцентом, кандидатом химических наук Шухто Ольгой Владимировной, утвержденное и.о. ректора ИГХТУ, доктором физико-математических наук, профессором Бутманом Михаилом Федоровичем. В отзыве отмечается, что тема диссертационной работы Ждановой К.А. является актуальной. Главным итогом проделанной автором работы является разработка эффективных подходов к синтезу длинноцепных мезо-арилсодержащих амфифильных порфиринов, модифицированных различными функциональными группами, а также получение ряда конъюгатов синтезированных макроциклов с анионом клозо-декабората, полупроводниковыми квантовыми точками и рядом терпеноидов, изучена их стабильность и ряд физико-химических свойств. Практическая значимость работы заключается в том, что автором установлена возможность использования ковалентных и нековалентных конъюгатов амфифильных порфиринов в катализе жидкофазного фотоокисления антрацена (определены количественные характеристики); показаны перспективы применения сферических аморфных наночастиц из смеси тритерпеноидов бересты, функционализированных амфифильными порфиринами, в качестве нанопрепарато для ФДТ. Полученные диссертантом результаты имеют научную и практическую значимость и могут быть использованы в институтах и организациях, связанных с фундаментальными и прикладными исследованиями в области биоорганической химии, включая Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Санкт-Петербургский государственный университет, Казанский федеральный университет, Институт органической химии им. Н.Г. Зелинского РАН, Институт органического синтеза им. И.Я. Постовского УрО РАН, ЗАО «Р-Фарм», ЗАО «ИИХР», ЗАО «Фармэко», другие организации.

Соискатель имеет 16 опубликованных работ по теме диссертации, среди них 6 статей в научных журанлах и изданиях, которые включены в перечень ВАК, и 10 тезисов международных и российских конгрессов и конференций. В опубликованных работах соискателя отражены все основные результаты диссертации и положения, выносимые на защиту. Объем публикаций 1,6 п.л., авторский вклад составил 90%.

Наиболее значимые научные работы по теме диссертации опубликованы:

1. Брагина Н. А., Мишкина (Жданова) К. А., Формировский К. А., Миронов А. Ф.. Синтез амфифильных мезо-арилзамещенных порфиринов в органической и водно-мицеллярной средах // Макрогетероциклы. –2011. –Т. 4, № 2. –С.116–121.

2. Жданова К. А., Жданов А. П., Ежов А. В., Брагина Н. А., Жижин К. Ю., Ушакова И. П., Миронов А. Ф., Кузнецов Н. Т. Синтез аминосодержащих мезо-арилзамещенных порфиринов и их конъюгатов с клозо-декаборатным анионом // Изв. АН, серия Хим. – 2014.–Т.1. –С. 194–200.

3. Zhdanova K. A., Bragina N. A., Bagratashvili V. N., Timashev P. S., Mironov A. F. Noncovalent Assemblies of Semiconductor CdSe Quantum Dots and Amphiphilic Long-chain Meso-arylporphyrin // Mendeleev Commun.–2014.–Vol. 24.–P. 247–249.

На автореферат поступило 4 положительных отзыва. Отзывы из Института элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН от научного сотрудника, к.х.н. С.В. Дудкина и из Института химии Санкт-Петербургского государственного университета от старшего преподавателя, к.х.н. Болотина Д.С. содержат замечания, связанные с оформлением текста автореферата. Отзыв из Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН от научного сотрудника, к.х.н. Смирновой Ю.В. содержит вопросы о том, есть ли координационные взаимодействия борного аниона в металлокомплексах порфиринов и о невозможности нитрования алкоксильных порфиринов. Отзыв из Института химической физики им. Н.Н. Семенова РАН от заместителя заведующего лабораторией фотобионики, к.х.н. Лобанова А.В. содержит замечание об отсутствии данных о мезоморфных свойствах полученных соединений.

Выбор официальных оппонентов обоснован тем, что они являются известными учеными, успешно работающими в области получения, исследования и перспектив использования биологически активных соединений. Выбор ведущей организации обусловлен тем, что Ивановский государственный химико-технологический университет занимает одни из лидирующих позиций в стране в таких современных областях исследований, как биоорганическая химия, проводя исследования по изучению макрогетероциклических соединений. Школа химии порфиринов и родственных соединений ИГХТУ получила широкое международное признание.

Диссертационный совет отмечает, что на основании выполненных соискателем исследований:

разработаны эффективные подходы к синтезу амфифильных несимметрично замещенных мезо-арилпорфиринов с активными функциональными группами, а также способы получения фотоактивных конъюгатов на их основе;

предложены новые подходы к синтезу несимметричных мезо-арилпорфиринов типа A₃B, содержащих активные функциональные группы и высшие алкоксильные заместители;

доказана перспективность использования синтезированных порфиринов для создания гибридных органо-неорганических конъюгатов, доказано повышение эффективности светопреобразующего элемента у полученных конъюгатов порфиринов и клозо-декаборатного аниона, доказано увеличение фотокаталитической активности в реакции фотоокисления антрацена при использовании пиридилсодержащих порфиринов, доказана эффективность включения порфиринов в наночастицы тритерпеноидов бересты, показана их применимость в качестве новых средств доставки для изучения теоретических и инструментальных аспектов фотодинамической терапии рака;

введены новые подходы к синтезу несимметричных мезо-арилпорфиринов типа AB₃, основанные на монопиррольной смешанно-альдегидной конденсации в водно-мицеллярной среде и синтезе в смеси органических растворителей, в рамках данных подходов оптимизированы стадия получения и очистки целевых соединений;

Теоретическая значимость исследования обоснована тем, что:

Доказана перспективность использования новых несимметричных амфифильных порфиринов для создания новых гибридных наноматериалов, что вносит вклад в расширение представлений о применении полученных конъюгатов в фотовольтаике, катализе и фотодинамической терапии рака;

применительно к проблематике диссертации с получением обладающих новизной результатов использован комплекс современных методов по синтезу и выделению несимметричных порфиринов с активными функциональными группами (гидрокси-, амино-, пиридил-, тиольными) и исследованию физико-химических характеристик конъюгатов различной природы на их основе;

изложены результаты и закономерности, относительно синтеза порфиринов с активными функциональными группами, а также стратегии создания гибридных органо-неорганических конъюгатов с их использованием в макете солнечного элемента, катализе органических субстратов и фотодинамической терапии рака, основные закономерности влияния структуры порфиринов на свойства органо-неорганических конъюгатов;

раскрыта связь между существующими теоретическими данными и полученными экспериментальными результатами относительно подходов к синтезу несимметричных мезо-арилпорфиринов;

изучена связь между структурой несимметричных мезо-арилпорфиринов и способами их получения.

проведена модернизация синтеза порфиринов с различными функциональными группами, что позволило сократить количество стадий синтеза, время и затраты на получение соединений, а также увеличить их выходы в 1.5 - 2 раза.

Значение полученных соискателем результатов исследования для практики подтверждается тем, что:

разработаны и внедрены препаративные подходы и получены более 100 новых порфиринов и металлокомплексов на их основе в необходимых количествах, предназначенных для создания новых гибридных наноматериалов, и их использования в макете солнечного элемента, катализе органических субстратов и фотодинамической терапии рака;

определены перспективы применения конъюгатов амфифильных порфиринов для нужд фотовольтаики, катализа и медицины;

создана система практических рекомендаций по применению органо-неорганических конъюгатов в фотовольтаике, катализе и медицине;

представлены предложения по использованию конъюгатов полученных порфиринов в качестве сенсибилизатора в макете солнечного элемента, конъюгатов квантовых точек и порфиринов для использования в качестве фотокатализаторов, использования наночастиц тритерпеноидов бересты, нагруженных порфиринами, в качестве нового средства доставки фотосенсибилизатора для фотодинамической терапии рака;

Оценка достоверности результатов исследования выявила:

для экспериментальных работ результаты получены с использованием современного сертифицированного научно-исследовательского оборудования, показана воспроизводимость результатов исследования, достоверность полученных данных подтверждена при помощи ряда методов, применяемых в органической и биоорганической химии, а также методов статистического анализа.

теория построена на известных, доступных для проверки данных фундаментальных и прикладных научных исследований и согласуется с экспериментальными данными, полученными в рамках диссертации;

идея базируется на обобщении современного опыта в области биоорганической, неорганической и физической химии, связанного с с практическим использованием тетрапирролов в процессах преобразования энергии, жидкофазном катализе, а также для лечения онкологических заболеваний.

использованы данные о существующих способах синтеза несимметричных порфиринов с различными заместителями, а также о получении органо-неорганических конъюгатов порфиринов, и данные об эффективности использования порфиринов в качестве фотопреобразующих соединений, фотосенсибилизаторов и фотоокислителей;

установлено качественное совпадение результатов, полученных в диссертационной работе, с результатами, представленными в независимых научных источниках по данной тематике;